2-任务一（8、9）单一参数正弦交流电路，RLC串联，功率因数.ppt

有关电路性质讨论问题与讨论由可知，电路性质取决于UX:即电压三角形各条边同除以电流相量，可得到一个阻抗三角形如右图示：zX=ωL－ωC1R同理：例:R、L、C串联交流电路如图所示。已知R=30?、L=254mH、C=80?F，。求：电流及各元件上的电压瞬时值表达式。解:–+L–+uCRiuLuCuR–+–+注意：各元件上的电压为瞬时值表达式为–+L–+uCRiuLuCuR–+–+2.RLC串联电路的功率SQ=QL－QCP功率三角形和阻抗三角形一样，都不是相量图，但它们给出了各功率、各阻抗之间的数量关系。有功功率P：电路真正消耗的功率，只有耗能元件R上产生；无功功率Q：储能元件L、C（不消耗能量）交换功率的最大值；视在功率S：电路提供的总功率，即电气设备的容量。电压三角形各条边同乘以电流相量，可得到一个功率三角形如右图示：（1）瞬时功率设串联电路的电流、电压分别为则瞬时功率（2）有功功率单口网络的有功功率除了根据定义，从瞬时功率着手分析以外，还可以用下式求得进行三角函数变换（3）无功功率上式分两部分：一是一个周期内的平均值，即为交流电路的平均功率，另一是以最大值为、频率为作正弦变化的量，它在一个周期内的平均值为零。所以将该项的最大值定义为网络的无功功率，即图12-4功率三角形（4）视在功率对于交流电源来说，它输出功率的最大能力与负载无关，仅与U、I有关，通常将U、I的乘积称为视在功率，用S表示，单位为伏·安（V·A）。即【例】将一个电感L=127mH的线圈(线圈的电阻忽略不计)接入电压为220V、频率为50Hz的电源上。试求线圈的有功功率P和无功功率Q。解:根据已知条件得有功功率P=0W无功功率Q=UI=220×5.5var=1210var【例】已知电容器的电容C=80μF，现把它接到u=311sin(314t+60°)V的电源上，试求电容的容抗XC、流过的电流I及有功功率P和无功功率Q。解:根据已知条件得因此得到有功功率P=0W无功功率Q=-UI=-220×5.5=-1210var功率因数2.提高功率因数的意义1.功率因数实际电气设备发出的有功功率，定义功率因数是有功功率与视在功率之比，用符号λ表示，即（1）功率因数过低，发电设备的功率不能充分利用。（2）功率因数λ过低，会增加电力网中输电线路的电能损耗问题与讨论交流电路中的三种功率，单位上有什么不同？有功功率P的单位是瓦特【W】；无功功率Q的单位是乏尔【var】；视在功率S的单位是伏安【VA】。有功功率、无功功率和视在功率及三者之间的数量关系如何？若多参数串联的正弦交流电路中出现了电压、电流同相的情况，电路中将出现哪些情况？多参数串联电路出现u、i同相是一种特殊情况，称作串联谐振有功功率P=UIcos=URI；无功功率Q=UIsin=UXI；视在功率S=UI=。串谐发生时：电路阻抗最小；电压一定电流最大；提高功率因数的意义是什么？提高功率因数的意义：1.提高发配电设备的利用率；2.减少输电线上的电压降和功率损失。负载消耗多少有功功率由负载的阻抗角决定。客观事实j知识链接四功率因数的提高在负载两端并联电容，提高功率因数分析:j1j2并联电容后,原感性负载取用的电流不变,吸收的有功无功都不变，即负载工作状态没有发生任何变化。由于并联电容的电流领先总电流，从相量图上看,UI的夹角减小了,从而提高了电源端的功率因数cosφ。解决办法LRC+_原负载新负载并联电容后，原负载的任何参数都没有改变！补偿容量的确定j1j2代入综合考虑，提高到适当值为宜(0.9左右)。LRC+_已知：f=50Hz,U=380V,P=20kW,cosj1=0.6(滞后)。要使功率因数提高到0.9,求并联电容C。例.P=20kWcosj1=0