交流電路-功率詳解課件

1、交流電路功率1 單一參數(shù)電路的功率2 R-L-C正弦交流電路中的功率3 提高功率因數(shù)單一參數(shù)電路的功率-電阻電阻元件p總是大于等于零，純消耗元件。單一參數(shù)電路的功率-電阻1）瞬時功率 電阻中某一時刻消耗的電功率叫做瞬時功率，它等于電壓u與電流i瞬時值的乘積，并用小寫字母p表示。 單一參數(shù)電路的功率-電阻2）有功功率（平均功率)圖4.17 電阻元件瞬時功率的波形圖 工程中常用瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值表示功率，稱為平均功率,也叫有功功率，用大寫字母P表示。由圖所見： 表達方式與直流電路中電阻功率的形式相同，但式中的U、I不是直流電壓、電流，而是正弦交流電的有效值。 單一參數(shù)電路的功率-電感1）

2、瞬時功率 電感上的電壓與電流相位差90度，相乘后，一部分時間吸收功率，一部分時間放出功率，平均功率為零。單一參數(shù)電路的功率-電感1）瞬時功率 電感上的電壓與電流相位差90度，相乘后，一部分時間吸收功率，一部分時間放出功率，平均功率為零。單一參數(shù)電路的功率-電感2）有功功率（平均功率） 純電感條件下電路中僅有能量的交換而沒有能量的損耗。 為了表示能量交換的規(guī)模大小，將電感瞬時功率的最大值定義為電感的無功功率，用QL表示。QL的基本單位是乏（var）。 3）無功功率單一參數(shù)電路的功率-電容1）瞬時功率 電容上的電壓與電流相位差90度，相乘后，一部分時間吸收功率，一部分時間放出功率，平均功率為零。單

3、一參數(shù)電路的功率-電容2）平均功率 純電容條件下電路中僅有能量的交換而沒有能量的損耗。 為了表示能量交換的規(guī)模大小，將電容瞬時功率的最大值定義為電感的無功功率，用QC表示。3）無功功率R-L-C正弦電路中的功率： 電類設(shè)備總是要提供或吸收功率的。如一盞白熾燈的功率為60W，某臺變壓器提供的容量為250kVA，某臺電動機的額定功率為2.5kW，等等。 電力系統(tǒng)中的負載大多是呈感性的。這類負載不單只消耗電網(wǎng)能量，還要占用電網(wǎng)能量，這是我們所不希望的。日光燈負載內(nèi)帶有電容器就是為了減小感性負載占用電網(wǎng)的能量。這種利用電容來達到減小占用電網(wǎng)能量的方法稱為無功補償，也就是后面我們提到的提高功率因數(shù)。R-

4、L-C正弦交流電路中的功率 對一般的正弦電路，電流、電壓不會相位差90度，或同相（0度），設(shè)電流電壓關(guān)系如下： 對電容性電路來說（如電阻電容串聯(lián)），電流超前電壓，-90O0O。R-L-C正弦交流電路中的功率1）瞬時功率2）有功功率（平均功率） 即電阻上消耗的功率功率因數(shù)，取決于電路阻抗角。，為純電容或純電感；，為純電阻。 3）無功功率（即電容或電感與電源之間交換的功率）4）視在功率用額定電壓與額定電流的乘積來表示視在功率，即 S=UI 視在功率常用來表示電器設(shè)備的容量，其單位為伏安。R-L-C正弦交流電路中的功率 將交流電路表示電壓間關(guān)系的電壓三角形的各邊乘以電流I即成為功率三角形，如圖所示。

5、P、Q、S三者之間的關(guān)系：R-L-C正弦交流電路中的功率5）功率三角形 已知電阻R=30，電感L=328mH，電容C=40F，串聯(lián)后接到電壓 的電源上。求電路的P、Q和S。R-L-C正弦交流電路中的功率電路的阻抗解：電壓相量因此電流相量為電路的平均功率電路的無功功率電路的視在功率由上可見， 0，電壓超前電流，因此電路為感性。 提高功率因數(shù) 有功功率：實際用去的功率 單位：（W）無功功率：沒有實際消耗，與電源交換的功率 單位：（Var） 視在功率：電源提供的功率 單位：(VA) 功率因數(shù)：有功功率/視在功率 在生產(chǎn)和生活中使用的電氣設(shè)備大多屬于感性負載，它們的功率因數(shù)都較低。 變壓器容量1000

6、kVA，cos=1時能提供1000kW的有功功率，而在cos=0.7時則只能提供700kW的有功功率。提高功率因數(shù)的意義： 1) 使發(fā)電設(shè)備容量得到充分利用。 2) 減小輸電線路上的損耗。 提高功率因數(shù) 提高功率因數(shù) 水電財字第215號文件1983年12月2日 功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)：0.90，適用于160千伏安以上的高壓供電用戶 功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)：0.85，適用于100千伏安以上的其他工業(yè)用戶 電容與電感吸收和放出功率的時間恰好相反，所以，對常見感性電路(包括變壓器、電動機、鎮(zhèn)流器)，用電容去提高功率因數(shù)。提高功率因數(shù)問：串聯(lián)電容還是并聯(lián)電容好？電容電感 常用的方法是在感性負載的兩端并聯(lián)電容器。（不改變原

7、負載電路）提高功率因數(shù)的方法 在感性負載RL支路上并聯(lián)電容器C后，流過負載支路的電流、負載本身的功率因數(shù)及電路中消耗的有功功率也不變。即保持不變 但總電壓u與總電流i的相位差 減小了，總功率因數(shù)cos 增大了。 其次，由相量圖可見，并聯(lián)電容器以后線路電流也減小了，因而減小了輸電線上的功率損耗。提高功率因數(shù) 有一電感性負載，其功率P10kW，功率因數(shù) ，接在電壓U220V的電源上，電源頻率 f50Hz。 (1)如要將功率因數(shù)提高到 ，試求與負載并聯(lián)的電容器的電容值和電容器并聯(lián)前后的線路電流。 (2)如要將功率因數(shù)從0.95再提高到1，試問并聯(lián)電容器的電容值還需增加多少?提高功率因數(shù)解: 計算并聯(lián)

8、電容器的電容值，可從相量圖導(dǎo)出一個公式。 又因 所以 由此得 提高功率因數(shù)因此所需電容值為電容并聯(lián)前的線路電流（負載電流）為 并聯(lián)電容后的線路電流為（2）如要將功率因數(shù)由0.95再提高到1，則需要增加的電容值為實驗電路：實驗電路：日光燈管：日光燈管內(nèi)壁涂有一層熒光粉薄膜，在日光燈管的兩端裝有鎢絲，日光燈管內(nèi)抽成真空后，充有一定量的惰性氣體和少量的水銀蒸汽。惰性氣體有利日光燈的啟動，水銀蒸汽為主要的導(dǎo)電材料，在放電時產(chǎn)生紫外線激發(fā)日光燈管內(nèi)壁的熒光粉轉(zhuǎn)換為可見光。實驗電路：啟輝器：啟輝器主要由輝光放電管和電容器組成。其中輝光放電管內(nèi)部的倒U形雙金屬片（動觸片）是由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬片組成；小容量的電容器，可以防止啟輝器動、靜觸片斷開時產(chǎn)生的火花燒壞觸片。鎮(zhèn)流器：鎮(zhèn)流器是一個帶有鐵心的電感線圈。它與啟輝器配合產(chǎn)生瞬間高電壓使日光燈管導(dǎo)通，激發(fā)熒光粉發(fā)光，還可以限制和穩(wěn)定電路的工作電流。實驗電路：日光燈的工作原理 通電后，電壓全部加在啟輝器兩端，使輝光放電管放電，放電的熱量使動觸片受熱膨脹伸直，與靜觸片接通。于是，日光燈管兩端的燈絲、觸片、鎮(zhèn)流器構(gòu)成一個回路。觸片接通后，放電停