基于matlab的正弦穩(wěn)態(tài)電路功率的分析-在線瀏覽
2024-09-15 04:56本頁面
【正文】 電能、電信號的傳輸、處理和應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域中，有關(guān)電功率的問題都是有重要意義的。設(shè)有一個二端網(wǎng)絡(luò)，取電壓、。瞬時功率：式(21)式(22)其中則無源一端口網(wǎng)絡(luò)吸收的功率為式(23) 可見，功率它是與時間無關(guān)的恒定分量；另一部分為或者說，它由不可逆分量兩部分組成。元件的瞬時功率：電阻是耗能元件，任一時刻吸收的電功率為非負(fù)值，電感、電容的瞬時功率是正負(fù)對稱交變的，一周期內(nèi)吸收的電能與放出的電能相等。電阻 R：?=式(25)電容 C：?－?/2式(26)平均功率是用電設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量（如機械能，光能，熱能）的電功率。式(27)可求得式(28)其中P的單位為瓦特上式說明正弦電流電路的有功功率不僅與電流、電壓的有效值有關(guān)，而且與它們之間的相位差稱為電路的功率因數(shù)，取值是在0～?的范圍內(nèi)。元件的平均功率：如使用有效值，電阻元件所消耗的平均功率可以按直流電阻電路中所用的公式來計算。電阻元件 R：無功功率無功功率通俗地講就是不消耗電能的用電設(shè)備所消耗的功率，它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持電場或磁場的電功率。網(wǎng)絡(luò) N定義為：式(212)即瞬時功率可逆部分的幅值。R、L、C電阻元件 R：式(213)電感元件 L：式(215)表示，單位伏、安（許多電氣設(shè)備上都標(biāo)有額定電壓和額定電流值，把它們二者的乘積稱為容量，所以視在功率往往是指電氣設(shè)備的容量。平均功率之間滿足直角三角形的關(guān)系。定義復(fù)功率的目的是為了能直接用電壓電流相量來求解功率問題，使三個功率的關(guān)系變得一目了然。定義復(fù)功率式(216)即復(fù)功率的實部為有功功率，虛部為無功功率。功率因數(shù)功率因數(shù)表達(dá)式為：不能反映常以“滯后”表示電流滯后于電壓，角為負(fù)。功率因數(shù)的大小說明有功功率占視在功率的比例。本章從分析無源一端口網(wǎng)絡(luò)的瞬時功率出發(fā)，分析了有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)提高以及各個功率之間的相互關(guān)系。最后通過電路中復(fù)功率的守恒，進(jìn)而得出有功功率守恒和無功功率守恒。在等效如果則與簡單的下面要研究的是分四種情況討論對功率因數(shù)的改善：串聯(lián)電容和電感；關(guān)聯(lián)電容和電感。串聯(lián)電路，、正弦電壓U=380V，f=50Hz。以電流為參考相量在電路中串聯(lián)一個電容所消耗的無功功率與電容、：前的阻抗：式(31)功率因數(shù)：后的阻抗：式(34)要提高電路的功率因數(shù)，則有即時電路的功率因數(shù)會增大，且有即時電路的功率因數(shù)取最大值；而當(dāng)電路的功率因數(shù)反而會減小。時。時，電路的功率因數(shù)達(dá)到最大值1(此時電路發(fā)生諧振)，當(dāng)電容C的值小于39在電路中串聯(lián)一個電感在感性負(fù)載的兩端并聯(lián)一個電容后不會影響原電路的有功功率，但并聯(lián)電容的無功功率“補償”了電感其電路圖和相量圖如下：電路中的導(dǎo)納式(35)并聯(lián)電容式(36)功率因數(shù)：式(37)并聯(lián)電容即時，電路的功率因數(shù)會提高。時，電路的功率因數(shù)取最大值1；而當(dāng)電容計算結(jié)果表明：當(dāng)電容C的值小于125時。電路圖和相量圖如下：如果并聯(lián)電感，由相量圖可知，電路總電流將增加，功率因數(shù)只會減少，不會提高。為了保證負(fù)載的功率不變，一般應(yīng)改變輸入電壓。并聯(lián)電感也可以改變功率因數(shù)，但功率因數(shù)只會減少，不會提高。在感性負(fù)載中并聯(lián)容性負(fù)載，可以提高功率因數(shù)，原理是用電容器的無功功率來補償感性負(fù)載的無功功率，從而減少甚至消除感性負(fù)載與電源之間原有的能量交換。必要時可以串聯(lián)一個恰當(dāng)阻值的電阻[7]。如果感抗它與簡單的簡化電路的電路圖和相量圖如下：正弦電壓U=380V，f=50Hz。在電路中串聯(lián)一個電感前的阻抗：后的阻抗：式(312)功率因數(shù)為：所以當(dāng)即時，電路的功率因數(shù)反而會減小。電路的功率因數(shù)達(dá)到最大值1，當(dāng)電感L的值大于255mH時。電路圖和相量圖如下串聯(lián)電容后，等效電容減小，阻抗增大，功率因數(shù)只會減少，不會提高。其電路圖和相量圖如下：并聯(lián)電感式(314)功率因數(shù)：后的導(dǎo)納：式(316)功率因數(shù)
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