電路原理正弦穩(wěn)態(tài)電路分析

1、關(guān)于電路原理-正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析第一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月定義阻抗9.1 阻抗和導納1. 阻抗正弦穩(wěn)態(tài)情況下Z+-無源線性+-單位：阻抗模阻抗角電阻分量電抗分量(復)阻抗等效阻抗輸入阻抗歐姆定律的相量形式第二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月阻抗三角形|Z|RXjz轉(zhuǎn)換關(guān)系：或R=|Z|coszX=|Z|sinz第三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月當無源網(wǎng)絡內(nèi)為單個元件時有：R+-C+-L+- RLC串聯(lián)電路j LR+-+-+-+-第四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月R、L、C 串聯(lián)電路阻抗X0，Z呈容性，電壓落后電流Z呈電阻性，電壓與電流同相。

2、例 Z=(3+j5)Z=(6-j2)Z=6感性容性電阻性Z呈感性，電壓領(lǐng)先電流X0，則B0, 電路吸收功率； p0, j 0 , 感性，X0, j 0，表示網(wǎng)絡吸收無功功率；Q 的大小反映網(wǎng)絡與外電路交換功率的大小。Q0，表示網(wǎng)絡發(fā)出無功功率。是由儲能元件L、C的性質(zhì)決定的第二十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月有功，無功，視在功率的關(guān)系：有功功率: P=UIcos 單位：W無功功率: Q=UIsin 單位：var視在功率: S=UI 單位：VAjSPQ功率三角形無源第二十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5. R、L、C元件的有功功率和無功功率uiR+-PR =UIcos

3、iuL+-PL=UIcosiuC+-PC=UIcos =UIcos(-90)=0QR =UIsin =UIsin0 =0QL =UIsinQC =UIsin =UIsin (-90)=UIcos0 =UI=I2R=U2/R=UIcos90 =0=UIsin90 =UI=I2XL= -UI=I2XC=I2L第二十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 任意阻抗的功率計算：uiZ+-PZ =UIcosQZ =UIsin= I2(XLXC)=QLQC無功功率為正無功功率為負=I2|Z|cos=I2R=I2|Z|sin=I2X第二十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月電感、電容的無功補償

4、作用LCRuuLuCi+-+-+- t i0uL當L發(fā)出功率時，C剛好吸收功率，則與外電路交換功率為pL+pC。 t i0uCpLpC因此，L、C的無功具有互相補償?shù)淖饔?。第三十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月6. 功率因數(shù)提高設(shè)備容量S (額定)向負載送多少有用功要由負載的阻抗角決定。P=UIcos=ScosjS75kVA負載cosj =1, P=S=75kWcosj =0.7, P=0.7S=52.5kW一般用戶： 異步電機 空載 cosj =0.20.3 日光燈 cosj =0.450.6 (1) 設(shè)備不能充分利用，電流到了額定值，但功率容量還有； 功率因數(shù)低帶來的問題：滿載

5、cosj =0.70.85第三十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) 當輸出相同的有功功率時，線路上電流大，I=P/(Ucos)， 線路壓降損耗大。解決辦法： （1）高壓傳輸 （2）改進自身設(shè)備 j1j2LRC+_ 并聯(lián)電容后，原負載的電壓和電流不變，吸收的有功功率和無功功率不變，即：負載的工作狀態(tài)不變。但電路的功率因數(shù)提高了。（3）并聯(lián)電容，提高功率因數(shù) 。第三十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月并聯(lián)電容的確定：補償容量不同全不要求(電容設(shè)備投資增加,經(jīng)濟效果不明顯)欠過使功率因數(shù)又由高變低(性質(zhì)不同)j1j2第三十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月并聯(lián)電容

6、也可以用功率三角形確定：從功率這個角度來看 :并聯(lián)電容后，電源向負載輸送的有功功率不變，但是電源向負載輸送的無功功率減少了，減少的這部分無功就由電容“產(chǎn)生”來補償，使感性負載吸收的無功不變，而功率因數(shù)得到改善。j1j2PQCQLQS1S2第三十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月已知：f=50Hz, U=220V, P=10kW, cos1=0.6，要使功率因數(shù)提高到0.9 , 求并聯(lián)電容C，并聯(lián)前后電路的總電流各為多大？例解LRC+_未并電容時：并聯(lián)電容后：第三十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月若要使功率因數(shù)從0.9再提高到0.95 , 試問還應增加多少并聯(lián)電容，此時電路

7、的總電流是多大？解顯然功率因數(shù)提高后，線路上總電流減少，但繼續(xù)提高功率因數(shù)所需電容很大，增加成本，總電流減小卻不明顯。因此一般將功率因數(shù)提高到0.9即可。LRC+_第三十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月7. 交流電路功率的測量uiZ+-W*i1i2R電流線圈電壓線圈使用功率表應注意：(1) 同名端：在負載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表示負載吸收的功率。(2)量程：P 的量程= U 的量程 I 的量程cos (表的)測量時，P、U、I 均不能超量程。第三十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月例 三表法測線圈參數(shù)。已

8、知f=50Hz，且測得U=50V，解RL+_ZVAW*方法一I=1A，P=30W。第三十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月方法二 又例 三表法測線圈參數(shù)。已知f=50Hz，且測得U=50V，RL+_ZVAW*I=1A，P=30W。第三十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月方法三例 三表法測線圈參數(shù)。已知f=50Hz，且測得U=50V，RL+_ZVAW*I=1A，P=30W。第四十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月9.6 復功率1. 復功率負載+_定義：復功率也可表示為：第四十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）復功率滿足守恒定理：在正弦穩(wěn)態(tài)下，任一電路的

9、所 有支路吸收的復功率之和為零。即2.結(jié)論（1） 是復數(shù)，而不是相量，它不對應任意正弦量；（2） 把P、Q、S、聯(lián)系在一起，它的實部是平均功率，虛 部是無功功率，模是視在功率；第四十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月求各支路的復功率。例 +_100o A10Wj25W5W-j15W解一第四十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月解二+_100o A10Wj25W5W-j15W第四十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月9.7 最大功率傳輸ZLZeq+-Zeq= Req + jXeq， ZL= RL + jXL負載有源網(wǎng)絡等效電路有功功率Max？第四十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月ZL= RL + jXL可任意改變 (a) 先設(shè)RL不變，XL改變顯然，當Xeq + XL=0，即XL =-Xeq時，P獲得最大