第9章 正弦稳态电路的分析.ppt

第,9,章,正弦稳态,电路的,分析,正弦稳态电路的分析,9.3,正弦稳态电路的功率,9.4,阻抗和导纳,9.1,2.,正弦稳态电路的分析；,3.,正弦稳态电路的功率分析；,重点：,1.,阻抗和导纳；,9.1,阻抗和导纳,1.,阻抗,正弦稳态情况下,Z,+,-,无源,线性,网络,+,-,阻抗模,阻抗角,欧姆定律的相量形式,当无源网络内为单个元件时有：,Z,可以是实数，也可以是虚数。,C,+,-,R,+,-,L,+,-,表明,2.,RLC,串联电路,KVL,：,L,C,R,u,u,L,u,C,i,+,-,+,-,+,-,+,-,u,R,R,+,-,+,-,+,-,+,-,j,L,Z,复阻抗；,|,Z,|,复阻抗的模；,z,阻抗角；,R,电阻,(,阻抗的实部,),；,X,电抗,(,阻抗的虚部,),。,转换关系：,或,R,=|,Z,|cos,z,X,=|,Z,|sin,z,阻抗三角形,|Z|,R,X,j,z,分析,R,、,L,、,C,串联电路得出：,（,1,）,Z=R+,j(,w,L,-,1,/,w,C,),=|,Z|,j,z,为复数，称复阻抗,（,2,）,w,L,1,/,w,C,，,X,0,，,j,z,0,，,电路为感性，,电压超前电流。,（,3,）,w,L,1,/,w,C,，,X,0,，,j,z,0,电路吸收功率；,p,0,j,0,感性，,X,0,j,0,，,表示网络吸收无功功率；,Q,0,，,表示网络发出无功功率。,Q,的大小反映网络与外电路交换功率的速率。是由储能元件,L,、,C,的性质决定的,电气设备的容量,有功，无功，视在功率的关系：,有功功率,:,P,=,UI,cos,单位：,W,无功功率,:,Q,=,UI,sin,j,单位,：,var,视在功率,:,S,=,UI,单位,：,VA,j,S,P,Q,功率三角形,5.,R,、,L,、,C,元件的有功功率和无功功率,u,i,R,+,-,P,R,=,UI,cos,=,UI,cos0=,UI,=,I,2,R,=,U,2,/,R,Q,R,=,UI,sin,=,UI,sin0=0,P,L,=,UI,cos,=,UI,cos90=0,Q,L,=,UI,sin,=,UI,sin90=,UI=I,2,X,L,i,u,C,+,-,P,C,=,UI,cos,=,UI,cos(,-,90)=0,Q,C,=,UI,sin,=,UI,sin,(,-,90)=,-,UI=,I,2,X,C,i,u,L,+,-,6.,任意阻抗的功率计算,u,i,Z,+,-,P,Z,=,UI,cos,=,I,2,|,Z,|,cos,=,I,2,R,Q,Z,=,UI,sin,=,I,2,|,Z,|,sin,=,I,2,X,I,2,(,X,L,X,C,)=,Q,L,Q,C,j,S,P,Q,j,Z,R,X,相似三角形,(,发出无功,),j,S,P,Q,j,Z,R,X,相似三角形,j,I,I,G,I,B,j,U,U,R,U,X,电感、电容的无功补偿作用,t,i,o,u,L,L,发出功率时，,C,刚好吸收功率，与外电路交换功率为,p,L,+,p,C,。,L,、,C,的无功具有互相补偿的作用。,t,i,o,u,C,p,L,p,C,L,C,R,u,u,L,u,C,i,+,-,+,-,+,-,反映电源和负载之间交换能量的速率。,无功的物理意义,:,例,1,三表法测线圈参数。,已知：,f,=50Hz,，,且测得,U,=50V,，,I,=1A,，,P,=30W,。,解法,1,R,L,+,_,Z,W,A,V,*,*,解法,2,又,解法,3,已知：电动机,P,D,=1000W,，,U,=220,，,f,=50Hz,，,C,=30,F,cos,D,=0.8,，,求：负载电路的功率因数,。,例,2,解,+,_,D,C,7.,功率因数的提高,设备容量,S,(,额定,),向负载送多少有功要由负载的阻抗角决定。,P,=,UI,cos,=,S,cos,j,cos,j,=1,P,=,S,=75kW,cos,j,=0.7,P,=0.7,S,=52.5kW,一般用户：异步电机,空载,cos,j,=0.20.3,满载,cos,j,=0.70.85,日光灯,cos,j,=0.450.6,设备不能充分利用，电流到了额定值，但功率容量还有；,功率因数低带来的问题：,S,75kVA,负载,当输出相同的有功功率时，线路上电流大,，,I,=,P,/(,U,cos,),，,线路压降损耗大。,j,1,j,2,解决办法：（,1,）高压传输,（,2,）改进自身设备,（,3,）并联电容，提高功率因数。,i,+,-,u,Z,分析,j,1,j,2,并联电容后，原负载的电压和电流不变，吸收的有功功率和无功功率不变，即：负载的工作状态不变。但电路的功率因数提高了。,特点：,L,R,C,+,_,并联电容的确定：,j,1,j,2,