电工电子技术教学课件作者第2版电子教案刘蕴陶第2章课件.ppt

功率因数 cosφ1=cos59.88°= 0.5 (2) 并入电容C 后 容抗 电容电流 电源电流 功率因数 cosφ2=cos0°= 1 功率因数角 φ2 =ψu--ψi =0° 2-6 交流电路中的谐振 -- -- R + -- + -- + + 一.串联谐振 电路的感抗、容抗和阻抗都是频率 的函数。 感抗 容抗 阻抗模 阻抗角 （一）串联谐振的条件 电源电压幅值不变、频率变化，电路中电流、电压将发生变化，即响应是频率的函数。 φ I · U · UR · UL · UC · φ I · U · UR · UL · UC · 当XL ＞XC , 电抗X ＞0,阻抗角φ＞0 , 电压u超前于电流i。电感性电路。 当XL ＜XC , 电抗X ＜0,阻抗角φ＜0 ,电流i超前于电压 u 。电容性电路。 根据电源频率和电路参数的不同，电压、电流的相位关 系不同。 3.电压与电流的相位关系 阻抗角 当XL =XC , 电抗X = 0,阻抗角φ= 0 ,电压 u与电流i同相位。电路处于谐振状态。 参考正弦量 参考相量 相量图的画法 -- -- R + -- + -- + + 例题: 例题2-11 RLC串联电路，R=30Ω 、L=0.159H 、 C=35.38μF 解: 电压 感抗 阻抗 容抗 电源电压 计算电流i、电压 uR 、 uL 和uC ， 画相量图。 电流 电压 瞬时值表示式 +1 UL U UR UC UL I 30° 83.13° 173.13° 相量图 注意 Um≠ URm + ULm + UCm U≠ UR + UL + UC 课堂练习 -- -- R + -- + -- + + (1)RLC串联电路,已知UR =120V、 UL =300V、 UC =210V， 则总电压等于多少伏？ (2)RL串联电路的阻抗Z=8.66+j5Ω,该电路的电阻R和电抗XL各为多少?计算电流与电压间的相位差φ。 电阻R = 8.66Ω 电抗XL = 5Ω φ =arctan XL ／ R =arctan 5／8.66 =arctan 0.577 = 30° 电感性电路 R jXL U · I · -- + Φ＞0 电压超前于电流 二.正弦交流电路的功率 以RLC串联电路为例,所得结论普遍适用。 电压 u = Umsin(ωt+ψu) 电流 I = Imsin(ωt+ψi) p=ui=UIcosφ—UIcos(2ωt +ψu+ψi) φ=ψu --ψi (一)瞬时功率 (二)平均功率P 功率因数 功率因数角-- λ=cosφ 平均功率 (三)无功功率Q 衡量电路中储能元件(L和C)与电源进行能量交换的规模。 电感元件的无功功率QL和电容元件的无功功率QC是相互补偿的，电路与电源进行的能量交换是二者的差值。 无功功率 Q=UIsinφ (四)视在功率S S=UI 单位:伏安（VA）千伏安（kVA） 视在功率表示交流电源的发电能力，即可能发出的最 大电功率。 (五)功率三角形 P S Q φ 单位:乏（Var） 例题：计算例题2-10电路的平均功率P和无功功率Q。 已计算出 +1 UL U UR UC UL I 30° 83.13° 173.13° 已知 功率因数角 (阻抗角) 功率因数 λ= cosφ= cos(--53.13°) = 0.6 平均功率 P=UIcosφ=220×4.4×0.6=580.8W 无功功率 Q=UIsinφ=220×4.4×sin(-- 53.13°)=--774.4Var 或 φ=ψu--ψi=30°－83.13°= － 53.13° 三.阻抗串联的交流电路 荧光灯电路 RL jXL U · I · -- + R 镇流器 灯管 + - U · I · Z + - + - + - + - U · U1 · U2 · Un · I · Z1 Z2 Zn 不含源单口网络 等效变换 据KVL 式中 代入KVL式 + - U · I · Z + - + - + - + - U · U1 · U2 · Un · I · Z1 Z2 Zn 等效变换 等效阻抗等于各个串联之阻抗和。 例题:电路如图所示,电压 阻抗 Z1=3.08+j4.5Ω Z2=1.25--j2Ω。 计算电流 、电压 和 ，画相量图。 + - + - + - U · U2 · I · Z1 Z2 U1 · 解：等效阻抗 Z=Z1+Z2=（3.08+1.25）+j（4.5--2） =4.33 +j2.5=5∠30°Ω 电压 电流 相量图 55.61° 30° 58° 四.并联交流电路 +