【正文】 ) 2c o s (c o s)( iutUIUItp ???? ????恒定量 正弦量 ? t p O u i ) 2co s ( iutUI ??? ???cosUI19 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 第二種分解方法： )2 2s i n (s i n)]2 2c o s (1[c o s uu tUItUIp ?????? ?????不可逆部分 可逆部分 為不可逆分量 ， 相當(dāng)于電 )]2 2co s (1[co sutUI ??? ??阻元件消耗的功率 。 為可逆分量，周期性交變，相 )2 2s i n (s i nutUI ??? ?當(dāng)于電抗吸收的瞬時(shí)功率，與外電路周期性交換。 )]2 2co s (1[co s utUI ??? ??)2 2s i n (s i n utUI ??? ?? t O 20 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 瞬時(shí)功率實(shí)用意義不大 ， 且不便于測(cè)量 。 一般討論所說(shuō)的功率指 瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值 ， 即平均功率 。 2. 平均功率 (有功功率 )P： ?????c o s d)] 2c o s (c o s[1d1 00UIttUIUITtpTP T iuT?? ??????有功功率的單位 ： W (瓦 )， KW (千瓦 ) 對(duì)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，為其等效阻抗的阻抗角。即 22 co s||co s RIIZUIP ??? ??? =?u?i 功率因數(shù)角 。 cos ? 稱為功率因數(shù)。常記做 。 ?? cos?瞬時(shí)功率中的恒定分量 21 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) X 0， ? 0， 感性阻抗 。 X 0， ? 0， 容性阻抗 。 例 ： cos? = (感性 )， 則 ? =60o (電壓超前電流 60o)。 1, 純電阻 0， 純電抗 平均功率 實(shí)際上是電阻消耗的功率 ， 即有功功率 。 它代表電路實(shí)際消耗的功率 ， 它不僅與電壓和電流的有效值的乘積有關(guān) ， 而且與它們之間的相位差有關(guān) 。 這是交流電路和直流電路的區(qū)別 ， 其原因在于儲(chǔ)能元件在交流電路中產(chǎn)生了阻抗角 。 UIP??co s顯然 ， 有 0≤? ?≤1。 ?cos 若 ， 則有 ????? || ZjXRZ?c osUIP ?22 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 功率因數(shù)的提高 : 設(shè)備容量 S (額定 )向負(fù)載送多少有功功率要由負(fù)載的阻抗角決定。 P=Scos? S 75kVA 負(fù)載 cos? =1, P=S=75kW cos? =, P== 一般用戶 ： 異步電機(jī) 空載 cos? =~ 滿載 cos? =~ 日光燈 cos? =~ (1)設(shè)備不能充分利用 ， 電流到了額定值 ， 但功率容量還有； (2)當(dāng)輸出相同的有功功率時(shí) ， 線路上電流大 I=P/(Ucos? )， 線路壓降損耗大 。 功率因數(shù)低帶來(lái)的問(wèn)題 ： 23 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 解決辦法 ：對(duì)于感性負(fù)載并聯(lián)電容，提高功率因數(shù) (改進(jìn)自身設(shè)備 )。 分析 : L R C U?I?LI?CI?+ _ U?I?LI?CI??1 ?2 CI? 并聯(lián)電容后，原感性負(fù)載流過(guò)的電流不變，吸收的有功功率和無(wú)功功率都不變，即負(fù)載工作狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生任何變化。由于并聯(lián)電容的電流 超前 900，端口總電流 減少了。從相量圖上看， 和 的夾角減小了（ ?1變 ?2），從而提高了功率因數(shù) cos?。 ?CI ?U ?I?U ?I24 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 補(bǔ)償電容量的確定 ： CUIII LC ??? ??? 21 s i ns i n因?yàn)殡娙莶幌挠泄β剩? 并聯(lián)電容前后電路所消耗的總有 功功率沒(méi)有發(fā)生變化。 21 c o sc o s ?? UIUIP L ??1111 t a ns i nc o ss i n ???? UPUPIL ??2222 t ans i nc oss i n ???? UPUPI ??CUUPUPI C ??? ??? 21 t a nt a n )t a n( t a n 212 ??? ?? UPC?1 U?I?LI?CI??2 CI?吸收負(fù)的無(wú)功功率 ） ( ) tan tan ( 2 1 2 ? ? ? ? ? ? ? ? P CU Q C 25 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) ?1 U?I?LI?CI??2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)?3 種不同情況 ： 全補(bǔ)償 電容設(shè)備投資增加， 經(jīng)濟(jì)效果不明顯 欠補(bǔ)償 過(guò)補(bǔ)償 使功率因數(shù)又由高變低 (電路性質(zhì)由感性變?yōu)槿菪?) 綜合考慮，以提高到適當(dāng)值為宜 ( )。 功率因數(shù)提高后 ， 減少了電源的無(wú)功 “ 輸出 ”， 從而 減小了電流的輸出 ， 這提高了電源設(shè)備的利用率 ， 使其可 以帶更多的負(fù)載 ， 充分利用設(shè)備的能力 。 同時(shí)線路上電流 的減少 ， 使得傳輸線上的損耗也相應(yīng)的減少了 。 功率因數(shù)提高的意義： 26 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 再?gòu)墓β蔬@個(gè)角度來(lái)看功率因數(shù)的提高： 并聯(lián)電容后，電源向負(fù)載輸送的有功功率不變，但是電源向負(fù)載輸送的無(wú)功功率減少了，減少的這部分無(wú)功功率就由電容“產(chǎn)生”來(lái)補(bǔ)償，使感性負(fù)載吸收的無(wú)功功率不變，而電路的功率因數(shù)得到改善。 L R C U?I?LI?CI?+ _ 1ta n ?PQ ?前 2ta n ?PQ ?后2o )90s i n ( CUUIUIQ CCC ???????CQ ＋＝ 前后212 t a nt a n CUPP ??? ???)t a n( t a n 212 ??? ??? UPC27 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 4. 視在功率 S： 它反映電氣設(shè)備的容量 (額定電壓和額定電流的乘積 )。 3. 無(wú)功功率 Q： 22 s i ns i n IXIZUIQ ???? ??無(wú)功功率的單位 ： var (乏 )， kvar (千乏 )。 UIS ?瞬時(shí)功率中可逆分量的幅值 視在功率的單位 ： VA (伏安 )， KVA (千伏安 )。 Q 的大小反映網(wǎng)絡(luò)與外電路交換功率的大小。它是由儲(chǔ)能元件 (L、 C)的性質(zhì)決定的 。 Q 0， 表示網(wǎng)絡(luò)吸收無(wú)功功率 （或稱該一端口網(wǎng)絡(luò)輸出感性的無(wú)功功率） ； Q 0， 表示網(wǎng)絡(luò)發(fā)出無(wú)功功率 （或稱該一端口網(wǎng)絡(luò)輸出容性的無(wú)功功率） 。 28 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 5. R、 L、 C元件的功率問(wèn)題： u i R + 對(duì)電阻， pR≥0，表明電阻一直在吸收能量。且 電阻只 吸收 有功功率 ， 不吸收無(wú)功功率 。 i u L + 對(duì)電感，由于 PL = 0、 QL 0， 表明電感不吸收有功功率 ， 只 吸收 無(wú)功功率 。 pL的正負(fù)交替變化說(shuō)明有 能量在來(lái)回交換 。 RURIUIUIUIP R /0c o sc o s 22o ????? ?00s i ns i n o ??? UIUIQ R ?)]2 2co s (1[ uR tUIp ?? ???)2 2s i n ()2 2s i n (s i n uuL tUItUIp ????? ????090c o sc o s o ??? UIUIP L ?LULIUIUIUIQL ???22o90s i ns i n ?????29 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 對(duì)電容，由于 PC = 0、 QC 0，表明 電容不 吸收 有功功率 ， 只發(fā)出無(wú)功功率 。 pC 的正負(fù)交替變化說(shuō)明有 能量在來(lái)回交換 。 )2 2s i n ()2 2s i n (s i n uuC tUItUIp ????? ?????0)90c o s (c o s o ???? UIUIP C ?UIUIUIQ C ????? )90s i n (s i n o?i u C + 221 CUIC ?? ????6. RLC串聯(lián)電路的功率問(wèn)題： I? j? L R + _ Cj?1U?+ + + _ _ _ RU? LU?CU?????? || ZjXR)1( CLjRZ ?? ??????s i n||c o s||)/a r c t a n (ZXZRRX???30 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) I? j? L R + _ Cj?1U?+ + + _ _ _ RU? LU?CU?IZU ||??c os UIP ??22 c o s|| RIIZ ?? ??s inUIQ ?22 s i n|| XIIZ ?? ?功率三角形 ? P Q S ?c o sSP ??s inSQ ?22 QPS ??)/ar c t an ( PQ??CL ICL ????2)1(??31 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 7 . 交流電路功率的測(cè)量： u i Z + W * * 使用功率表應(yīng)注意 ： (1)同名端：在負(fù)載的 u、 i為關(guān)聯(lián)參考方向下 ， 電流 i從電流線圈 “ *” 號(hào)端流入 ， 電壓 u正端接電壓線圈 “ *” 號(hào)端 ， 此時(shí) P表示負(fù)載吸收的功率 。 (2)量程 ： P的量程 = U的量程 ? I的量程 ? cos?N (表的 ) 測(cè)量時(shí) ， P、 U、 I均不能超量程。 32 下一頁(yè) 章目錄 返回 上一頁(yè) 例 三表法測(cè)線圈參數(shù)。 ?????? 30130 222 IPRRIP解： R L + _ U?I?Z W A V * * 已知 f=50Hz ， 且 測(cè) 得U=50V， I=1A， P=30W。 求電感線圈的參數(shù) R及 L。