第3章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率02

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1、§3.3.1元件的功率§3－3正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率電阻只吸收(消耗)功率，不發(fā)出功率。1、瞬時功率：一、電阻元件的功率pUI即瞬時功率在一周期內(nèi)的平均值平均功率就是實際消耗的功率，故又稱有功功率。2、平均功率1、瞬時功率：p>0，吸收電能，電能磁場能量說明：電源與電感兩者交換能量。p<0，釋放能量，磁場能量電能二、電感元件的功率2.平均功率（有功功率）電感并不消耗功率。3.無功功率為了衡量電感與電源進(jìn)行能量交換的規(guī)模，引入“無功功率”這一概念，規(guī)定無功功率等于瞬時功率的最大值。單位：Var乏KVar千乏電感在任意時刻的儲能為：電感的平均儲能為：1、瞬時功率：p>0，電能電場能量，

2、電容充電說明：電源與電容兩者交換能量。p<0，電場能電能，電容放電三、電容元件的功率2.平均功率（有功功率）電容并不消耗功率。3.無功功率QC取負(fù)值，而QL取正值，以資區(qū)別。為了衡量電容與電源進(jìn)行能量交換的規(guī)模，引入“無功功率”這一概念，規(guī)定無功功率等于瞬時功率的最大值。電容在任意時刻的儲能為：電容的平均儲能為：小結(jié)：電阻電容電感瞬時值表達(dá)式u=Ri相量有效值U=RIU=XLIXL=wLU=XCIXC=1/(wC)有功P=I2R=U2/R00能量W=I2RtW=Li2/2W=Cu2/2相位無功0Q=ILULQ=-ICUC解：電阻上的功率為：電感的平均儲能：電容的平均儲能：一端口

3、網(wǎng)絡(luò)吸收的功率（u、i取關(guān)聯(lián)參考方向）1.瞬時功率(instantaneouspower)令p有時為正,有時為負(fù)；p>0,電路吸收功率；p<0，電路發(fā)出功率；3.3.2二端電路的功率2.平均功率(averagepower)P：（P的單位：W）又稱有功功率。λ>0表示該網(wǎng)絡(luò)吸收有功功率。λ<0表示該網(wǎng)絡(luò)發(fā)出有功功率。功率因數(shù)功率因數(shù)角。對無源網(wǎng)絡(luò)，為其等效阻抗的阻抗角。cosj=P/(UI)一般地,有0??cosj??1X>0,j>0,感性，滯后功率因數(shù)（電流滯后）X<0,j<0,容性，超前功率因數(shù)（電流超前）例：若cosj=0.5(滯后)，則j=60ocosj1,純電阻0，純電

4、抗、純電容(電流滯后電壓60o)。電路中的平均功率（有功功率）實際上是電阻消耗的功率，它不僅與電路的電壓電流有效值有關(guān)，而且與cosj有關(guān)，這是交流和直流的很大區(qū)別,主要由于存在儲能元件產(chǎn)生了阻抗角。3.無功功率(reactivepower)Q單位：var(乏)。Q的大小反映網(wǎng)絡(luò)與外電路交換功率的大小。是由儲能元件L、C的性質(zhì)決定的Q>0，表示網(wǎng)絡(luò)吸收無功功率；Q<0，表示網(wǎng)絡(luò)發(fā)出無功功率。電感吸收無功功率電容發(fā)出無功功率4.復(fù)功率復(fù)功率可表示為：5.視在功率(表觀功率)S反映電氣設(shè)備的容量。S的單位：VA（伏安）jQPS+=~SUIQPS==+=22

5、~

6、可以證明，復(fù)功率是守

7、恒的。即0~1=?=nKKS或(01*=?=nKKKIU)··單位：W單位：var單位：VAjSPQ功率三角形jSPQjZRXjUURUX功率三角形阻抗三角形電壓三角形已知：電動機PD=1000W，U=220V，f=50Hz，C=30?F。求負(fù)載電路的功率因數(shù)。D的功率因數(shù)為0.8（滯后）。例.解：6.交流電路功率的測量i1i2R電流線圈電壓線圈單相功率表原理：指針偏轉(zhuǎn)角度與P成正比，由偏轉(zhuǎn)角(校準(zhǔn)后)即可測量平均功率P。使用功率表應(yīng)注意：(1)同名端：在負(fù)載u,i關(guān)聯(lián)方向下，電流i從電流線圈“*”號端流入，電壓u正端接電壓線圈“*”號端，此時P表示負(fù)載吸收的功率。(2)量程：

8、P的量程=U的量程?I的量程?cos?(功率表指針讀數(shù))測量時，P、U、I均不能超量程。~+—Z解：三表法測線圈參數(shù)。已知f=50Hz，且測得U=50V，I=1A，P=3W。例.7、功率因數(shù)提高P=Scosjcosj=1,P=S=75kWcosj=0.7,P=0.7S=52.5kW一般用戶：異步電機空載cosj=0.2~0.3滿載cosj=0.7~0.85日光燈等cosj=0.45~0.6設(shè)備容量S(額定)向負(fù)載送多少有功功率要由功率因數(shù)決定。負(fù)載iu說明：由負(fù)載性質(zhì)決定。與電路的參數(shù)和頻率有關(guān)，與電路的電壓、電流無關(guān)。功率因數(shù)和電路參數(shù)的關(guān)系RZ功率因數(shù)低的危害：(2)增加線

9、路和發(fā)電機繞組的功率損耗。發(fā)電機的電壓U和輸出功率P一定時，電流I與功率因數(shù)成反比。線路和發(fā)電機繞組上的功率損耗與功率因數(shù)成反比。提高功率因數(shù)可以提高發(fā)電設(shè)備的利用率，并節(jié)約大量電能。(1)發(fā)電設(shè)備的容量不能充分利用。額定情況下發(fā)電設(shè)備發(fā)出的有功功率：因為發(fā)電設(shè)備的額定功率一定，所以功率因數(shù)越小發(fā)電設(shè)備發(fā)出的有功功率越小，無功功率越大。額定功率一定提高功率因數(shù)的原則：必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓U和負(fù)載的有功功率P不變。提高功率因數(shù)的措施:uiRL并電容C分析:j1j2