自编第十章正弦稳态功率和能量上.ppt

最大功率传递定理在工程应用较广，在通信系统或电子电路中，研究负载获得最大功率的情况，比如扬声器的阻抗匹配、电视天线的阻抗匹配等情况，有时会遇到负载阻抗和信号源都固定的情况下，为使负载获得最大功率，常在信号源和负载之间插入一定的双口匹配网络，以使负载和信号源匹配从而获得最大功率。例如插入无损耗LC网络，可以实现共扼匹配；插入理想变压器可以实现模匹配。 在信号源与负载之间插入了 网络,该 网络与负载一起组成新的负载,为使新负载获得最大功率，应使a,b以右部分端口的等效导纳与电源内导纳 达到共轭匹配 二、US、R1、X1不变，负载R2、X2可变。 最佳匹配（共轭匹配） Z1 + - Z2 §10-7 最大功率传递定理 例：电路如图，ZL=？可获得最大功率，并求Pmax。 解： 可获得最大功率 W V 1? + - ZL a b V §10-7 最大功率传递定理 第二种情况负载阻抗角固定而模可改变 Z1 + - Z2 §10-7 最大功率传递定理 上式中的变量为 ，求该式对其导数，并令其为零。 此时负载获得最大功率，称此种匹配为“模匹配”。此时的功率为 §10-7 最大功率传递定理 当负载是可变纯电阻时， 就是第二种情况，此时负载 ， 固定，获得最大功率的条件是 这里应注意不是 这时负载电阻所获得的功率要比共轭匹配时的最大功率小些， 并非最大值。 可变 电路如图（a）所示，（1）若负载的实部、虚部均能变动，应为何值获得最大功率？最大功率是多少？ （2）若负载为纯电阻，电阻值为多少才能获得大功率？功率为多少？ §10-7 最大功率传递定理 * 10-1 基本概念 10-2 电阻的平均功率 10-3 电感、电容的平均储能 10-4 单口网络的平均功率 功率 因数 10-5 单口网络的无功功率 10-6 复功率 复功率守恒 10-7 正弦稳态最大功率传递定理 10-8 对称三相电路（下） 10-9 不对称三相电路 10-10 三相功率及其测量 第十章上 正弦稳态功率和能量 一、单口网络的功率 二、最大功率传递定理（1、2 情况） 知 识 点 1、平均功率 三、三相电路 1、对称三相电源 电流、电压 2、Y型连接，Δ型连接。 功率计算 3、 Δ—Y， Y– Y， Δ—Δ， Y– Δ分析 2、无功功率 3、视在功率 4、复功率 5、功率因数 一、功率 1、定义： N 输入任何一端口网络 N的瞬时功率 p等于端口电压与端 口电流的乘积。 10-1 基本概念 如果电压和电流的参考方向是关联的 能量流入元件或网络 能量流出元件或网络 二、网络的能量 N 在时间间隔t0和t1内，给予二端网络的能量为 如果元件为电阻元件，流入的能量将变为热能， 不能为负。 10-1 基本概念 如果元件为动态元件，流入的能量可以被存储， 有时为正，有时为负。 三、表10-1 为基本元件的一般关系式 一、电阻的瞬时功率 N 二、波形图 电阻的功率波形频率为（ ） 10-2 电阻的平均功率 ? t i O uR pR 三、电阻的平均功率（有功功率） 在一周期内的平均值称为平均功率（ average power ） 通常所说的功率指平均功率，又称为有功功率 （ ） 下面为求电阻有功功率的其他公式： 10-2 电阻的平均功率 一、电感1、电感的瞬时功率 3、波形图 ：电感的功率波形分析 正负相抵消 10-3 电感、电容的平均储能 2、电感的平均功率 ? t i O uL pL 5、无功功率定义：电感储能的变化率可见，最大的变化率是由电压、电流有效值的乘积所确定。将其定义为电感的无功功率。记为 3、波形图 ： 电感的能量波形 10-3 电感、电容的平均储能 电感的无功功率表明电感与外电路能量的往返规模 无功功率物理意义：电感的无功功率是其储能平均值的倍。平均储能越多，能量往返的规模也越大；能量每秒往返的次数越多（即角频率越大），其交换规模也越大。 5、电感的无功功率公式 10-3 电感、电容的平均储能 无功功率的单位为乏（var）。 例10-3 二、电容1、电容的瞬时功率 3、波形图 ：电容的功率波形分析 正负相抵消 10-3 电感、电容的平均储能 2、电容的平均功率 ? t iC O u pC 5、电容无功功率定义：电压、电流有效值的乘积定义为电容无功功率。记为 3、波形图 ： 电容的能量波形 10-3 电感、电容的平均储能 电容的无功功率卫负表明与电感的储能使不同性质，也是电容与外电路能量的