交流電路的功率課件

1．諧振頻率

2．諧振阻抗諧振時電路阻抗達(dá)到最大值，且呈電阻性。諧振阻抗為特點(diǎn)電感線圈和電容器的并聯(lián)諧振電路3．諧振電流

電路處于諧振狀態(tài)，總電流為最小值復(fù)習(xí)鞏固1．諧振頻率2．諧振阻抗諧振時電路阻抗達(dá)到并聯(lián)諧振回路具有選頻特性:頻率f在通頻帶以內(nèi)(即f1

≤f≤f2

)的信號，可以在并聯(lián)諧振回路兩端產(chǎn)生較大的電壓;而頻率f在通頻帶以外(即f<f1或f>f2)的信號，在并聯(lián)諧振回路兩端產(chǎn)生很小的電壓從而被抑制掉。并聯(lián)諧振的應(yīng)用復(fù)習(xí)鞏固并聯(lián)諧振回路具有選頻特性:并聯(lián)諧振的應(yīng)用復(fù)習(xí)鞏固第八節(jié)交流電路的功率一、正弦交流電路功率的基本概念二、電阻、電感、電容電路的功率三、功率因數(shù)的提高新課教學(xué)第八節(jié)交流電路的功率一、正弦交流電路功率的基本概念二、電阻一、交流電路的功率1．瞬時功率p

設(shè)正弦交流電路的總電壓u與總電流i的相位差(即阻抗角)為

，則電壓與電流的瞬時值表達(dá)式為u=Umsin(t

)，i=Imsin(t)瞬時功率為p=ui=UmImsin(t

)sin(t)一、交流電路的功率1．瞬時功率p設(shè)正弦交流電路的總電2．純電阻電路的功率

在純電阻電路中，由于電壓與電流同相，即相位差

=0，則瞬時功率

pR=URmImsin2t=URIURIcos(2t)一、交流電路的功率p≥0（純電阻電路消耗功率(能量)）2．純電阻電路的功率在純電阻電路中，由于電瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值叫做平均功率，它反映了交流電路中實(shí)際消耗的功率，所以又叫做有功功率，用P表示，單位是瓦特(W),通常所說用電器消耗功率都是指有功功率。有功功率在數(shù)值上等于瞬時功率曲線的平均高度，也就是最大功率值的一半，即一、交流電路的功率2．純電阻電路的功率

由圖可知，瞬時功率是一個變化的量，不便用于表示電路的功率。瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值叫做平均功率，它反映了交流電3．純電容電路的功率

在純電容電路中，由于電壓比電流滯后90，即電壓與電流的相位差

=90。則瞬時功率pC=UCmsin(t)Imsin(t90)=UCIsin(2t)一、交流電路的功率3．純電容電路的功率在純電容電路中，由于電壓比電流由圖可知有功功率

PC=03．純電容電路的功率

一、交流電路的功率說明電容元件是不消耗功率的，電容與電源之間進(jìn)行著可逆的能量轉(zhuǎn)換。。瞬時功率的最大值UCI表示電容與電源之間進(jìn)行能量交換的最大值，叫做交流電路的無功功率，用QC表示，單位是乏爾，簡稱乏(var)。它并不代表電路實(shí)際消耗的功率。由圖可知有功功率PC=03．純電容電路的功4．純電感電路的功率

在純電感電路中，由于電壓比電流超前90，即電壓與電流的相位差

=90。則瞬時功率pL=ULmsin(t90)Imsin(t)=ULIsin(2t)一、交流電路的功率4．純電感電路的功率在純電感電路中，由于電壓比電流由圖可知有功功率

PL=04．純電感電路的功率

一、交流電路的功率說明電感元件也是不消耗功率的，電感與電源之間也進(jìn)行著可逆的能量轉(zhuǎn)換。瞬時功率的最大值ULI也叫做交流電路的無功功率，用QL表示，即由圖可知有功功率PL=04．純電感電路的功5．R-L-C串聯(lián)電路的功率

一、交流電路的功率功率三角形

電壓三角形在交流電路中，總電壓有效值與總電流有效值的乘積(UI)叫做視在功率，用S表示，即S=UI，單位是伏安(VA)。視在功率S表示電源可能提供的功率。5．R-L-C串聯(lián)電路的功率一、交流電路的功率功率三角二、功率因數(shù)1.定義：有功功率P與視在功率S的比值。2.公式：3.物理意義：表示電源功率被利用的程度。(越大越高)串聯(lián)：并聯(lián)：4.應(yīng)用：電力工程上要求功率因數(shù)接近于1。二、功率因數(shù)1.定義：有功功率P與視在功率S的比值。2.公式三、功率因數(shù)的提高1．提高功率因數(shù)的意義

在交流電路中，負(fù)載從電源接受的有功功率P=UIcos，顯然與功率因數(shù)有關(guān)。功率因數(shù)低會引起下列不良后果。

(1)負(fù)載的功率因數(shù)低，使電源設(shè)備的容量不能充分利用。因?yàn)殡娫丛O(shè)備(發(fā)電機(jī)、變壓器等)是依照它的額定電壓與額定電流設(shè)計的。例如一臺容量為S=100kVA的變壓器，若負(fù)載的功率因數(shù)

=１時，則此變壓器就能輸出100kW的有功功率；若

=0.6時，則此變壓器只能輸出60kW了，也就是說變壓器的容量未能充分利用。三、功率因數(shù)的提高1．提高功率因數(shù)的意義在交流電路中，

(2)在一定的電壓U下，向負(fù)載輸送一定的有功功率P時，負(fù)載的功率因數(shù)越低，輸電線路的電壓降和功率損失越大。這是因?yàn)檩旊娋€路電流I=P/(Ucos)，當(dāng)=cos較小時，I必然較大。從而輸電線路上的電壓降也要增加，因電源電壓一定，所以負(fù)載的端電壓將減少，影響負(fù)載的正常工作。從另一方面看，電流I增加，輸電線路中的功率損耗也要增加。因此，提高負(fù)載的功率因數(shù)對合理科學(xué)地使用電能以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著重要的意義。常用的感應(yīng)電動機(jī)在空載時的功率因數(shù)約為0.2~0.3，而在額定負(fù)載時約為0.83~0.85，不裝電容器的日光燈，功率因數(shù)為0.45~0.6，應(yīng)設(shè)法提高這類感性負(fù)載的功率因數(shù)，以降低輸電線路電壓降和功率損耗。三、功率因數(shù)的提高1．提高功率因數(shù)的意義

(2)在一定的電壓U下，向負(fù)載輸送一定的有功功率2．提高功率因數(shù)的方法

提高感性負(fù)載功率因數(shù)的最簡便的方法，是用適當(dāng)容量的電容器與感性負(fù)載并聯(lián)，如圖所示。功率因數(shù)的提高方法

三、功率因數(shù)的提高2．提高功率因數(shù)的方法提高感性負(fù)載功率因數(shù)這樣就可以使電感中的磁場能量與電容器的電場能量進(jìn)行交換，從而減少電源與負(fù)載間能量的互換。在感性負(fù)載兩端并聯(lián)一個適當(dāng)?shù)碾娙莺?，對提高電路的功率因?shù)十分有效。借助相量圖分析方法容易證明：對于額定電壓為U、額定功率為P、工作頻率為f的感性負(fù)載R-L來說，將功率因數(shù)從

1=cos1提高到

2=cos2，所需并聯(lián)的電容為其中1=arccos1，2=arccos2，且1>2，1<2。2．提高功率因數(shù)的方法

三、功率因數(shù)的提高這樣就可以使電感中的磁場能量與電容器的電場能量進(jìn)行交換，【例】已知某單相電動機(jī)(感性負(fù)載)的額定參數(shù)是功率P=120W，工頻電壓U=220V，電流I=0.91A。試求：把電路功率因數(shù)提高到0.9時，應(yīng)使用一只多大的電容C與這臺電動機(jī)并聯(lián)？解：(1)

首先求未并聯(lián)電容時負(fù)載的功率因數(shù)

1=cos1因

P=UIcos1，則

1=cos1=P/(UI)=0.5994，

1=arccos1=53.2(2)

把電路功率因數(shù)提高到2=cos2=0.9時，2=arccos2=25.8三、功率因數(shù)的提高【例】已知某單相電動機(jī)(感性負(fù)載)的額定參數(shù)是功率P本章小結(jié)一、RLC元件的特性二、RLC串、并聯(lián)電路三、RLC串、并聯(lián)諧振電路四、提高功率因數(shù)的方法本章小結(jié)一、RLC元件的特性二、RLC串、并聯(lián)電路三、R一、RLC元件的特性儲能元件(PC

=0)，存在無功功率QC

=UCIC(var)儲能元件(PL

=0)，存在無功功率QL

=ULIL(var)耗能元件，存在有功功率PR

=URIR(W)⑶功率情況

ui=-90

ui=90

ui=0②相位關(guān)系(電壓與電流相位差)UC=XCIC

UL=XLILUR=RIR

①大小關(guān)系⑵伏安關(guān)系通高頻，阻低頻通低頻，阻高頻呈現(xiàn)一定的阻礙作用③交流特性隔直流(相當(dāng)于開路)

通直流(相當(dāng)于短路)

呈現(xiàn)一定的阻礙作用②直流特性容抗XC

=1/(C)感抗XL

=L

電阻R

①阻抗⑴阻抗特性電容C

電感L

電阻R

特性名稱

一、RLC元件的特性儲能元件(PC=0)，存在無功功

阻抗大小等效阻抗

=arctan(B/G)

=arctan(X/R)阻抗角視在功率Q=U2B=UIsin

(var)Q=I2X=UIsin

(var)無功功率P=U2G=UIcos(W)P=I2R=UIcos(W)有功功率功率XL=XC，IL=IC，=0XL=XC，UL=UC，=0諧振電路XL>XC，IL<IC，<0XL<XC，UL<UC，<0容性電路XL<XC，IL>IC，>0XL>XC，UL>UC，>0感性電路電路性質(zhì)大小關(guān)系電壓或電流關(guān)系RLC并聯(lián)電路RLC串聯(lián)電路內(nèi)容二、RLC串、并聯(lián)電路=arctan(B/G)=說明：

(1)

RL串聯(lián)電路：只需將RLC串聯(lián)電路中的電容C短路去掉，即令XC

=0，UC

=0，則表中有關(guān)串聯(lián)電路的公式完全適用于RL串聯(lián)情況。

(2)

RC串聯(lián)電路：只需將RLC串聯(lián)電路中的電感L短路去掉，即令XL

=0，UL

=0，則表中有關(guān)串聯(lián)電路的公式完全適用于RC串聯(lián)情況。

(3)

RL并聯(lián)電路：只需將RLC并聯(lián)電路中的電容C開路去掉，即令XC

=∞，IC

=0，則表中有關(guān)并聯(lián)電路的公式完全適用于R-L并聯(lián)情況。

(4)

RC并聯(lián)電路：只需將RLC并聯(lián)電路中的電感L開路去掉，即令XL=∞，IL

=0，則表中有關(guān)并聯(lián)電路的公式完全適用于RC并聯(lián)情況。說明：(1)RL串聯(lián)電路：只需將RLC串聯(lián)電路適用于高內(nèi)阻的信號源適用于低內(nèi)阻的信號源對電源的要求f>f0時，呈容性；f<f0時，呈感性。f>f0時，呈感性；f<f0時，呈容性。失諧時阻抗性質(zhì)通頻帶IL

IC