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第三章 正弦交流电电路,3.6-3.10,正弦稳态电路的分析,一、阻抗和导纳,二、简单正弦稳态电路的分析,例题,三、复杂正弦稳态电路的分析,四、正弦稳态电路的功率分析,五、功率因数的提高,例题,四、正弦稳态电路中的功率,Power in Sinusoidal Steady State,一、瞬时功率,二、平均功率（有功功率）,三、无功功率,四、视在功率,例题,3.6-3.10,正弦稳态电路的分析,正弦稳态电路中的功率,Power in Sinusoidal Steady State,正弦,稳态,电路,+,_,一、瞬时功率,(,Instantaneous Power)-W,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,t,0,i,u,p,不可逆部分,可逆部分,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,正弦,稳态,电路,+,_,二、平均功率,(,Average Power or Active Power)-W,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,计算平均功率的两种方法,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,正弦,稳态,电路,+,_,三、无功功率,(,Reactive Power)-Var,计算无功功率的另一种方法,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,正弦,稳态,电路,+,_,四、视在（表观）功率,(,Apparent Power)-VA,P,Q,功率三角形,注：在工程上视在功率用来表示电源设备（变压器、发电机等）的容量，也 可用来衡量发电机可能提供的最大平均功率（额定电压额定电流）,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,正误判断,对正弦一端口网络，下列关系是正确的是：,答案：,4，7，8,例,1,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,r,Z,L,+,_,解,已知：,I,1,=0.4A,，,I,2,=0.1A,，,r,=1K,，,I,3,=0.35A,，试计算负载,Z,L,的有功功率、无功功率和其等效参数,R,L,、,X,L,。,例,2,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,解,例,2,已知：,I,1,=0.4A,，,I,2,=0.1A,，,r,=1K,，,I,3,=0.35A,，试计算负载,Z,L,的有功功率、无功功率和其等效参数,R,L,、,X,L,。,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,r,Z,L,+,_,问题的提出,：,日常生活中绝大部分负载为感性,五、功率因数,（,Power Factor）,的提高,P,=,P,R,=,UI,cos,其消耗的有功功率为：,R,L,+,-,+,-,+,-,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,若,cos,I,当,U,、,P,一定时,，,P,=,P,R,=,UI,cos,其消耗的有功功率为：,R,L,+,-,+,-,+,-,1、线路损耗增加；,2、终端负载工作电压降低，影响其正常工作；,3、电源容量增加。,后果,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,若,cos,I,当,U,、,P,一定时，,P,=,P,R,=,UI,cos,其消耗的有功功率为：,R,L,+,-,+,-,+,-,所以希望提高,cos,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,纯电阻电路,R,-,L,-,C,串联电路,纯电感电路或,纯电容电路,电动机,空载,满载,日光灯,（,R,-,L,-,C,串联电路）,常见电路的功率因数,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,提高功率因数的原则,：,必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。,提高功率因数的措施,:,并电容,C,u,i,R,L,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,并联电容值的计算,设原电路的功率因数为,cos,L,，,要求补偿到,cos,须并联多大电容？（设,U、P,、,为已知）,R,L,C,+,-,+,-,+,-,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,分析依据：补偿前后,P,、,U,不变。,由相量图可知：,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,R,L,C,+,-,+,-,+,-,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,呈电感性,呈电容性,问题与讨论,功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况:,呈电阻性,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,工程上很难补偿到1，电力系统中应尽量避免补偿到1。,补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算,。,工程上一般将功率因数提高到0.850.95。,呈电感性,呈电容性,呈电阻性,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,P,2,P,1,+,_,解,设电路的功率因数为,cos :,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,例,3,功率为40,W，,功率因数为0.5的日光灯（为感性负载）与功率为60,W,的白炽灯（纯阻性负载）各100只，并联接于220,V、50Hz,的正弦交流电源上。,（,a）,求电路的功率因数；,（,b）,如要把电路的功率因数提高到0.9，应并联多大的电容。,答案,例,4,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,L,+,_,R,1,C,+,_,+,_,解,例,5,3.6-3.10,正弦稳态电路的功率,今日作业,3-18,3-28,3-29,
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