正弦穩(wěn)態(tài)功率三相電路.ppt

1,第 二十二 講,2,第九章 正弦穩(wěn)態(tài)功率 三相電路,9-1 基本概念 9-2 電阻的功率 9-3 電感、電容的功率 9-4 單口網(wǎng)絡(luò)的功率 9-5 復(fù)功率 復(fù)功率守恒 9-6 正弦穩(wěn)態(tài)最大功率傳遞定理 9-7 三相電路,3,本章教學(xué)要求,1、進(jìn)一步理解功率與能量的概念； 2、熟練掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路中電阻的功率； 3、理解正弦穩(wěn)態(tài)電路中電容、電感的儲能； 4、掌握正弦穩(wěn)態(tài)單口網(wǎng)絡(luò)平均功率和無功功率的計算方法 ； 5、掌握復(fù)功率的概念，理解復(fù)功率守恒； 6、掌握正弦電路的最大功率傳輸條件共軛匹配； 7、掌握三相電路的概念和基本分析計算方法。,4,本次課教學(xué)要求,1、進(jìn)一步理解功率與能量的概念； 2、熟練掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路中電阻的功率； 3、理解正弦穩(wěn)態(tài)電路中電容、電感的儲能； 4、掌握正弦穩(wěn)態(tài)單口網(wǎng)絡(luò)平均功率和無功功率的計算方法 ； 5、掌握復(fù)功率的概念，理解復(fù)功率守恒。,重點 正弦穩(wěn)態(tài)電路中電阻的功率，電容、電感的儲能； 單口網(wǎng)絡(luò)平均功率和無功功率的分析計算 。,難點 復(fù)功率,5,第九章 正弦穩(wěn)態(tài)功率 三相電路,9.1 基本概念,1、 瞬時功率,P0，電路消耗功率； P0，電路發(fā)出功率。,2、R、L、C的功率及能量的一般關(guān)系,當(dāng)u、i為關(guān)聯(lián)參考方向時：,電阻永遠(yuǎn)是耗能的；電容、電感是儲能的能的，儲能永遠(yuǎn)是正的，但其大小是可增可減的，即其變化量可以是負(fù)的。,6,9.2 電阻的功率,1、電阻的瞬時功率,設(shè)電阻兩端電壓及電流為：,則瞬時功率為：,7,電阻瞬時功率時變曲線,電阻瞬時功率永遠(yuǎn)為正。,8,2、 電阻的平均功率,瞬時功率在意周期內(nèi)的平均值,平均功率又稱為有功功率,9,9.3 電感、電容的功率,1、電感,（1）電感的瞬時功率,（2）電感平均功率,電感瞬時功率為正弦函數(shù)，故,10,（3）電感平均儲能,瞬時能量：,電感儲能平均值：,（4）電感無功功率,單位：乏（var）,11,2、電容,（1）電容的瞬時功率,（2）電容平均功率,電容瞬時功率為正弦函數(shù)，故,12,（3）電容平均儲能,瞬時能量：,電容儲能平均值：,（4）電容無功功率,單位：乏（var）,13,9.4 單口網(wǎng)絡(luò)的功率,1、單口網(wǎng)絡(luò)正弦穩(wěn)態(tài)功率及意義,瞬時功率：,設(shè)：,恒定分量UIcos為 平均值, 稱平均功率。,吸收功率,發(fā)出功率,吸收功率,發(fā)出功率,14,2、平均功率(有功功率),平均功率(有功功率)的定義：,表示網(wǎng)絡(luò)實際消耗的功率，單位：瓦（）,其中：為阻抗角，即 與 的相位差。,計算方法：,用公式計算：P=UIcos,注意：為 與 的相位差,用平均功率守恒計算：,即：P 各個電阻消耗的功率之和。因為，L、C中的電壓與電流的相位差均為90，故 PL=PC=0。所以， 電感元件和電容元件是不消耗功率的。,或,注意：1為 與 的相位差,15,3、無功功率,無功功率的定義：,表示網(wǎng)絡(luò)中貯藏的能量與外部能量交換的最大速率。單位：乏(Var),電感的平均貯能：,電容的平均貯能：,內(nèi)含貯能元件 貯藏能量WL+WC,外電源提供或 接收網(wǎng)絡(luò)的能量,貯能元件的貯能返 回給外電源,貯能元件本身不消耗功率，但 它又不斷的充放電與外電源交換 能量，故稱為無功功率。 無功功率就是用來測量這種 能量交換的速率。,16,3、無功功率（續(xù)）,單個元件的無功功率：,計算方法：,用公式計算：Q=UIsin,故 ， R不消耗無功功率Q；L和C不消耗有功功率P。,用貯能公式計算：,17,4、視在功率 功率三角形 功率因數(shù),視在功率：,表示設(shè)備的容量。單位：伏安（VA）,有功功率P、無功功率Q、 視在功率S的關(guān)系,功率因數(shù)：,18,9.5 復(fù)功率 復(fù)功率守恒,1、復(fù)功率,對照復(fù)阻抗與電阻、電抗的關(guān)系，定義一個復(fù)功率，與P、Q具有類似的關(guān)系，即,于是，,的模即為視在功率S，幅角即電路的阻抗角。,但是， （見P86）,實現(xiàn)上述關(guān)系的關(guān)鍵是電壓和電流相量的幅角要相減，即電流相量的幅角反號，于是，引出了電流的共軛復(fù)相量 。,19,復(fù)功率中有功功率、無功功率的關(guān)系,復(fù)功率的實部P為網(wǎng)絡(luò)中各電阻元件消耗功率之和，Q為網(wǎng)絡(luò)中各動態(tài)元件無功功率的代數(shù)和。WL為電感儲能平均值的總和，WC為網(wǎng)絡(luò)中所有電容儲能平均值總和。本教材稱為復(fù)功率守恒。,正弦穩(wěn)態(tài)單口網(wǎng)絡(luò)功率關(guān)系,參見 P88表9-2,20,2、復(fù)功率守恒定理,在正弦穩(wěn)態(tài)下，任一電路的所有支路吸收的復(fù)功率 之和為零。即,21,復(fù)功率守恒定理的描述2,復(fù)功率守恒定理：對于正弦穩(wěn)態(tài)的電路，由每個獨立電源發(fā)出的復(fù)功率的總和等于電路中其它電路元件所吸收復(fù)功率的總和：,由此可以導(dǎo)出一個正弦穩(wěn)態(tài)電路的有功功率和無功功率也是守恒的結(jié)論。,22,正弦穩(wěn)態(tài)電路中，由每個獨立電源發(fā)出的有功功率的總和等于電路中其它元件所吸收的有功功率的總和；由每個獨立電源發(fā)出的無功功率的總和等于電路中其它元件所吸收的無功功率的總和：,由此可得網(wǎng)絡(luò)吸收的有功功率等于該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個電阻吸收的平均功率總和。,23,一般情況下：,24,舉例,已知電路如圖，求各支路的復(fù)功率。,解一：,25,解二：,兩種解法，都驗證了復(fù)功率的平衡關(guān)系，且計算出的電流源發(fā)出的總復(fù)功率也是一致的。,26,例9-12,已知電路如圖，求兩負(fù)載的