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到最大值，且呈電阻性。諧振阻抗為特點電感線圈和電容器的并聯諧振電路3．諧振電流

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

≤f≤f2

)的信號，可以在并聯諧振回路兩端產生較大的電壓;而頻率f在通頻帶以外(即f<f1或f>f2)的信號，在并聯諧振回路兩端產生很小的電壓從而被抑制掉。并聯諧振的應用復習鞏固并聯諧振回路具有選頻特性:并聯諧振的應用復習鞏固第八節(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、功率因數的提高新課教學第八節(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的平均值叫做平均功率，它反映了交流電路中實際消耗的功率，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，電容與電源之間進行著可逆的能量轉換。。瞬時功率的最大值UCI表示電容與電源之間進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行著可逆的能量轉換。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串聯電路的功率一、交流電路的功率功率三角二、功率因數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：并聯：4.應用：電力工程上要求功率因數接近于1。二、功率因數1.定義：有功功率P與視在功率S的比值。2.公式三、功率因數的提高1．提高功率因數的意義

在交流電路中，負載從電源接受的有功功率P=UIcos，顯然與功率因數有關。功率因數低會引起下列不良后果。

(1)負載的功率因數低，使電源設備的容量不能充分利用。因為電源設備(發(fā)電機、變壓器等)是依照它的額定電壓與額定電流設計的。例如一臺容量為S=100kVA的變壓器，若負載的功率因數

=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、功率因數的提高1．提高功率因數的意義在交流電路中，

(2)在一定的電壓U下，向負載輸送一定的有功功率P時，負載的功率因數越低，輸電線路的電壓降和功率損失越大。這是因為輸電線路電流I=P/(Ucos)，當=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，所以負載的端電壓將減少，影響負載的正常工作。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，提高負載的功率因數對合理科學地使用電能以及經濟發(fā)展都有著重要的意義。常用的感應電動機在空載時的功率因數約為0.2~0.3，而在額定負載時約為0.83~0.85，不裝電容器的日光燈，功率因數為0.45~0.6，應設法提高這類感性負載的功率因數，以降低輸電線路電壓降和功率損耗。三、功率因數的提高1．提高功率因數的意義

(2)在一定的電壓U下，向負載輸送一定的有功功率2．提高功率因數的方法

提高感性負載功率因數的最簡便的方法，是用適當容量的電容器與感性負載并聯，如圖所示。功率因數的提高方法

三、功率因數的提高2．提高功率因數的方法提高感性負載功率因數這樣就可以使電感中的磁場能量與電容器的電場能量進行交換，從而減少電源與負載間能量的互換。在感性負載兩端并聯一個適當的電容后，對提高電路的功率因數十分有效。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的感性負載R-L來說，將功率因數從

1=cos1提高到

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

三、功率因數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行交換，【例】已知某單相電動機(感性負載)的額定參數是功率P=120W，工頻電壓U=220V，電流I=0.91A。試求：把電路功率因數提高到0.9時，應使用一只多大的電容C與這臺電動機并聯？解：(1)

首先求未并聯電容時負載的功率因數

1=cos1因

P=UIcos1，則

1=cos1=P/(UI)=0.5994，

1=arccos1=53.2(2)

把電路功率因數提高到2=cos2=0.9時，2=arccos2=25.8三、功率因數的提高【例】已知某單相電動機(感性負載)的額定參數是功率P本章小結一、RLC元件的特性二、RLC串、并聯電路三、RLC串、并聯諧振電路四、提高功率因數的方法本章小結一、RLC元件的特性二、RLC串、并聯電路三、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相位關系(電壓與電流相位差)UC=XCIC

UL=XLILUR=RIR

①大小關系⑵伏安關系通高頻，阻低頻通低頻，阻高頻呈現一定的阻礙作用③交流特性隔直流(相當于開路)

通直流(相當于短路)

呈現一定的阻礙作用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感性電路電路性質大小關系電壓或電流關系RLC并聯電路RLC串聯電路內容二、RLC串、并聯電路=arctan(B/G)=說明：

(1)

RL串聯電路：只需將RLC串聯電路中的電容C短路去掉，即令XC

=0，UC

=0，則表中有關串聯電路的公式完全適用于RL串聯情況。

(2)

RC串聯電路：只需將RLC串聯電路中的電感L短路去掉，即令XL

=0，UL

=0，則表中有關串聯電路的公式完全適用于RC串聯情況。

(3)

RL并聯電路：只需將RLC并聯電路中的電容C開路去掉，即令XC

=∞，IC

=0，則表中有關并聯電路的公式完全適用于R-L并聯情況。

(4)

RC并聯電路：只需將RLC并聯電路中的電感L開路去掉，即令XL=∞，IL

=0，則表中有關并聯電路的公式完全適用于RC并聯情況。說明：(1)RL串聯電路：只需將RLC串聯電路適用于高內阻的信號源適用于低內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。失諧時阻抗性質通頻帶IL

IC