《正弦稳态电路分析》PPT课件

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1、无源一端口网络吸收的功率(u,i关联)一、瞬时功率(instantaneouspower)无源+ui_§6-7正弦稳态电路的功率恒定分量：UIcos正弦分量：-UIcos(2t)itOupUIcos-UIcos(2t)p有时为正，有时为负。p>0，电路吸收功率；p<0，电路发出功率。R、L、C元件的瞬时功率R元件(=0)，pR=UI(1-cos2t)pR对总大于零，电阻消耗能量。L元件(=90°)，pL=－UIsin2tpL时正时负，和外界交换能量。pC时正时负，和外界交换能量。C元件(=－90°)，pC=UIsin2t瞬时功率表达式：uiR+-i

2、uC+-iuL+-二、有功功率P(平均功率)(averagepower)：=u-i：功率因数角。对无源网络，为其等效阻抗的阻抗角。cos：功率因数。P的单位：W（瓦）瞬时功率实用意义不大，一般讨论所说的功率指一个周期平均值。R、L、C元件的有功功率PR=UIcos=UIcos0=UI=I2R=U2/R对电阻，u、i同相，即电阻吸收(消耗)功率。PL=UIcos=UIcos90=0对电感，i滞后u90°,故PL=0，即电感不消耗功率。PC=UIcos=Uicos(-90)=0对电容，i超前u90°,故PC=0，即电容不消耗功率。uiR+-iuC+-iuL+-一

3、般地，有0cosj1X>0,j>0，感性，滞后功率因数X<0,j<0，容性，超前功率因数例：cosj=0.5(滞后)，则j=60o(电流滞后电压60o)。cosj1，纯电阻0，纯电抗平均功率实际上是电阻消耗的功率，亦称为有功功率。表示电路实际消耗的功率，它不仅与电压电流有效值有关，而且与cosj有关，这是交流和直流的很大区别,主要由于电压、电流存在相位差。交流电路功率的测量：单相功率表原理：电流线圈中通电流i1=i；电压线圈串一大电阻R(R>>L)后，加上电压u，则电压线圈中的电流近似为i2u/R2。ZW﹡﹡ui+_i1i2R电流线圈电压线圈指针偏转角度与P成正比，

4、由偏转角(校准后)即可测量平均功率P。使用功率表应注意：(1)同名端：在负载u,i关联方向下，电流i从电流线圈“*”号端流入，电压u与电流i端关联时，此时P表示负载吸收的功率。(2)量程：P的量程=U的量程I的量程cos测量时，P、U、I均不能超量程。例：三表法测线圈参数。已知f=50Hz，且测得U=50V，I=1A，P=30W。解：RVW﹡﹡+_U·I·ALZ三、无功功率(reactivepower)Q定义其幅值为无功功率：Q>0，表示网络吸收无功功率；UIcos(1-cos2t)表示网络中电阻所消耗的功率；UIsinsin2t表示电抗与电源的能量交换。单位：v

5、ar(乏)。Q的大小反映网络与外电路交换功率的大小。是由储能元件L、C的性质决定的。Q<0，表示网络发出无功功率。R、L、C元件的无功功率QR=UIsin=UIsin0=0对电阻，u,i同相，故QR=0。QL=UIsin=UIsin90=UI对电感，i滞后u90°，QL>0，故电感吸收无功功率。QC=UIsin=UIsin(-90)=-UI对电容，i超前u90°，QC<0，故电容发出无功功率。uiR+-iuC+-iuL+-电感、电容的无功补偿作用iuLtOuCpLpC当L发出功率时，C刚好吸收功率，则与外电路交换功率为pL+pC。因此，L、C的无功具有互相补偿的作

6、用。LCRuuLuCi+-+-+-四、视在功率S(表观功率)反映电气设备的容量。解：例：电路如图，已知，求电阻R1，R2消耗的功率，并分析功率关系。R1R2LuS(t)C51H0.05F3+_53+_I1·I2·US·j5-j4解：或：或：例：电路如图，已知，求电阻R1，R2消耗的功率，并分析功率关系。R1R2LuS(t)C51H0.05F3+_53+_I1·I2·US·j5-j4有功守恒；同理，无功也守恒。I3·例：如图电路中，已知R1=R2=R3，I1=I2=I3，功率表的读数P=1500W，电压表的读数U=150V，求R1，XL，XC。由I1=I2

7、=I3解：令I=I1=I2=I3，R=R1=R2=R3代入得：XL＝XC=8.66(Ω)正弦稳态电路只有电阻消耗功率。I1·I2·120°I1·I2·R1R2R3I3·jXL-jXCVW﹡﹡Z23令X＝XL＝XC·U23+_·U23五、复功率负载+_解法一：12IS·j1-j12例：如图电路中，已知，求电源提供的P、Q，并计算电源的视在功率S和功率因素cos。采用定义计算；ZU·+_解法二：采用阻抗Z计算；也可以电阻，电抗分别计算。12IS·j1-j12例：如图电路中，