電路學(xué)課件：9-4 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率

9.4正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率一、瞬時功率N0+u-i一端口內(nèi)部不含獨立電源，僅含電阻、電感和電容等無源元件。它吸收的瞬時功率p等于電壓u和電流i的乘積p=ui在正弦穩(wěn)態(tài)情況下，設(shè)瞬時功率p=×令為電壓和電流之間的相位差瞬時功率有兩個分量：第一個為恒定分量，第二個為正弦分量。p有時為正,有時為負p>0,電路吸收功率p<0，電路發(fā)出功率瞬時功率的分解：t

i0upUIcos第一個是恒定量，第二個是正弦量，其頻率是電壓或電流頻率的兩倍。瞬時功率實用意義不大，一般討論所說的功率指一個周期平均值。二、平均功率又稱有功功率，是指瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值。單位：瓦（W）平均功率實際上是電阻消耗的功率，即為有功功率,代表電路實際消耗的平均功率，它不僅與電壓電流有效值有關(guān)，而且與cos

有關(guān)，這是交流和直流的很大區(qū)別,主要由于存在儲能元件產(chǎn)生了阻抗角。三、無功功率反映了內(nèi)部與外部往返交換能量的情況。單位：乏（Var)無功功率的物理意義:電抗元件吸收無功，在平均意義上不做功。Q=UIsin,Q的大小反映網(wǎng)絡(luò)與外電路間交換能量的最大速率。四、視在功率電機和變壓器的容量是由視在功率來表示的。單位：伏安（VA）有功功率P、無功功率Q和視在功率S存在下列關(guān)系：*若電流滯后電壓，標“滯后”，若電流超前電壓，標“超前”例：cos

z

=0.5(滯后)，則z=60o(電壓領(lǐng)先電流60o)。一般地,有0cos

1cos

z1,純電阻0，純電抗功率因數(shù)反映了設(shè)備利用效率。

稱功率因數(shù)角。對無源網(wǎng)絡(luò)，即為其阻抗角z五、功率因數(shù)定義：呈現(xiàn)電感性或電容性時，功率因數(shù)角=090以及功率因數(shù)cos<1，以致于P<UI。分析：R、L、C元件PR=UIcos=UIcos0=UI=I2R=U2/RQR=UIsin=UIsin0=0對電阻，u,i同相，故Q=0，即電阻只吸收(消耗)功率，不發(fā)出功率。1.純電阻：λ=1它始終大于或等于零2.純電感：電感不消耗有功PL=UIcos=UIcos90=0λ=0正負交替變化，說明有能量的來回交換。PC=UIcos=UIcos(-90)=0且QC<0*電感、電容的無功功率具有互相補償?shù)淖饔?.純電容：λ=0電容不消耗有功正負交替變化，說明有能量的來回交換。解：例9－17：測量電感線圈R、L的實驗電路，已知電壓表的讀數(shù)為50V，電流表的讀數(shù)為1A，功率表讀數(shù)為30W，電源的頻率f=50Hz。試求R、L之值。+-VAW+-**電感線圈解：可先求得線圈的阻抗=50Ω解得：=30+j40ΩR=30Ω