交流電路功率的分析和計算方法

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯交流電路功率的分析和計算方法 爭論溝通電路的功率的分析和計算方法。設(shè)二端網(wǎng)絡(luò)N如圖4-35所示，其端口電流i、電壓U采納關(guān)聯(lián)參考方向。在正弦穩(wěn)態(tài)狀況下，設(shè)端口電流為 端口電壓 式中是端口電壓與電流的相位差。在任一時刻t，電路N的汲取功率 畫出i、u和p的波形如圖4-36所示。由圖可見，隨電流i和電壓u的變化，瞬時功率p(t)有時為正，有時為負(fù)。當(dāng)u0，i0或u0，i0時，p(t)0，說明在此時電路N從外電路汲取功率；當(dāng)u0,i0或u0,i0時，p(t)0，此時電路N向外電路發(fā)出功率。 溝通電路的平均功率也稱有功功率，它是瞬時功率在一周期內(nèi)的平均值，即 式中T

2、為正弦電流(或電壓)的周期。有功功率的單位是瓦(W)。一般電器所標(biāo)功率的大小即指有功功率，如：電機為10kW，燈泡的功率為60W等。 由上式可見，在正弦穩(wěn)態(tài)狀況下，有功功率除與電壓、電流的有效值有關(guān)外，還與電壓、電流的相位差有關(guān)。被稱為功率因數(shù)角。假如電路N為無源電路，在正弦穩(wěn)態(tài)狀況下，可將它等效成阻抗Z，此時電壓、電流相位差等于阻抗角。cos稱功率因素，它是正弦溝通電路中一個特別重要的概念。感性電路與容性電路可通過功率因數(shù)角的正負(fù)加以區(qū)分，但由于cos =cos(-)，所以由功率因數(shù)值無法區(qū)分電路是感性還是容性，此時要加文字予以說明。 例4-16 已知二端網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗W，求此網(wǎng)絡(luò)所汲取的平

3、均功率P。 解：A 800W 為了描述二端電路內(nèi)部與外電路交換能量的規(guī)模，我們定義無功功率為，即 無功功率的單位是乏(Var)。對于電阻性電路N，=0，Q=0，表示N與外電路沒有發(fā)生能量互換現(xiàn)象，流入N的能量全部被電阻消耗；N為電感性電路時，0，Q0；N為電容性電路時，0，Q0。后兩種狀況中，Q0，表示電路N與外電路之間存在能量互換現(xiàn)象。 例4-17 試求圖4-37所示正弦溝通電路的無功功率Q。 解： var 由于Q0，電路為感性電路 電壓和電流的乘積稱為視在功率，用S表示，即 視在功率的單位是伏安(VA)，用以表示用電設(shè)備的容量。 所以由有功功率P、無功功率Q和視在功率S構(gòu)成的三角形稱為功率

4、三角形，如圖4-38所示。 例4-18 二端網(wǎng)絡(luò)，已知A， W，求其視在功率S及功率因數(shù)。 解：V VA 溝通發(fā)電機或變壓器都有視在功率的額定容量。由于變壓器的電壓、電流都有一個額定值，變壓器即便是工作在額定狀態(tài)下，其輸出功率的大小還要看負(fù)載的功率因數(shù)的大小。例如變壓器的容量為1kVA，且工作在額定狀態(tài)下， 如負(fù)載的功率因數(shù)cos = 0.5 ，則變壓器輸出功率P=1×0.5=0.5kW；如負(fù)載的功率因數(shù)cos=1 ，則變壓器輸出功率P=1kW。由此可見，當(dāng)供電系統(tǒng)向負(fù)載供應(yīng)肯定功率（指有功）的狀況下，負(fù)載的功率因數(shù)越低，需要的供電設(shè)備容量越大，而且供電電流也相應(yīng)增大（假設(shè)電壓不變），從而使線路損耗I2R增大，降低了功率的傳輸效率。因此功率因數(shù)在電力系統(tǒng)中是一項特別重要的技術(shù)指標(biāo)，供電方對用戶方的要求是功率因數(shù)越大越好。功率因數(shù)的提高可以提高發(fā)、配電設(shè)備的利用率；削減輸電線路的電壓降和功率損失。 由于實際中負(fù)載一般為感性（如電機、日光燈等），所以功率因數(shù)的提高一般均針對感性負(fù)載。在不影響負(fù)載的工作狀態(tài)的前提下，提高功率因數(shù)可以采納并聯(lián)電容器的方法。 例4-19 例：一臺功率為1.1kW的感應(yīng)電動機，接在220 V、50 Hz的電路中，電動機需要的電流為10 A，求：(1)電動機的功率因數(shù)；(2)若在電動機兩端并聯(lián)一個79.5F的電容器，電路的功率因數(shù)