正弦稳态功率三相电路.ppt

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1、第一章 电路分析的基础知识,1,第 二十二 讲,第一章 电路分析的基础知识,2,第九章 正弦稳态功率 三相电路,9-1 基本概念9-2 电阻的功率9-3 电感、电容的功率9-4 单口网络的功率9-5 复功率 复功率守恒9-6 正弦稳态最大功率传递定理9-7 三相电路,第一章 电路分析的基础知识,3,本章教学要求,1、进一步理解功率与能量的概念；2、熟练掌握正弦稳态电路中电阻的功率；3、理解正弦稳态电路中电容、电感的储能；4、掌握正弦稳态单口网络平均功率和无功功率的计算方法；5、掌握复功率的概念，理解复功率守恒；6、掌握正弦电路的最大功率传输条件共轭匹配；7、掌握三相电路的概念和基本分析计算方法

2、。,第一章 电路分析的基础知识,4,本次课教学要求,1、进一步理解功率与能量的概念；2、熟练掌握正弦稳态电路中电阻的功率；3、理解正弦稳态电路中电容、电感的储能；4、掌握正弦稳态单口网络平均功率和无功功率的计算方法；5、掌握复功率的概念，理解复功率守恒。,重点 正弦稳态电路中电阻的功率，电容、电感的储能；单口网络平均功率和无功功率的分析计算。,难点复功率,第一章 电路分析的基础知识,5,第九章 正弦稳态功率 三相电路,9.1 基本概念,1、瞬时功率,P0，电路消耗功率；P0，电路发出功率。,2、R、L、C的功率及能量的一般关系,当u、i为关联参考方向时：,电阻永远是耗能的；电容、电感是储能的能

3、的，储能永远是正的，但其大小是可增可减的，即其变化量可以是负的。,第一章 电路分析的基础知识,6,9.2 电阻的功率,1、电阻的瞬时功率,设电阻两端电压及电流为：,则瞬时功率为：,第一章 电路分析的基础知识,7,电阻瞬时功率时变曲线,电阻瞬时功率永远为正。,第一章 电路分析的基础知识,8,2、电阻的平均功率,瞬时功率在意周期内的平均值,平均功率又称为有功功率,第一章 电路分析的基础知识,9,9.3 电感、电容的功率,1、电感,（1）电感的瞬时功率,（2）电感平均功率,电感瞬时功率为正弦函数，故,第一章 电路分析的基础知识,10,（3）电感平均储能,瞬时能量：,电感储能平均值：,（4）电感无功功

4、率,单位：乏（var）,第一章 电路分析的基础知识,11,2、电容,（1）电容的瞬时功率,（2）电容平均功率,电容瞬时功率为正弦函数，故,第一章 电路分析的基础知识,12,（3）电容平均储能,瞬时能量：,电容储能平均值：,（4）电容无功功率,单位：乏（var）,第一章 电路分析的基础知识,13,9.4 单口网络的功率,1、单口网络正弦稳态功率及意义,瞬时功率：,设：,恒定分量UIcos为平均值,称平均功率。,吸收功率,发出功率,吸收功率,发出功率,第一章 电路分析的基础知识,14,2、平均功率(有功功率),平均功率(有功功率)的定义：,表示网络实际消耗的功率，单位：瓦（）,其中：为阻抗角，即

5、与 的相位差。,计算方法：,用公式计算：P=UIcos,注意：为 与 的相位差,用平均功率守恒计算：,即：P 各个电阻消耗的功率之和。因为，L、C中的电压与电流的相位差均为90，故 PL=PC=0。所以，电感元件和电容元件是不消耗功率的。,或,注意：1为 与 的相位差,第一章 电路分析的基础知识,15,3、无功功率,无功功率的定义：,表示网络中贮藏的能量与外部能量交换的最大速率。单位：乏(Var),电感的平均贮能：,电容的平均贮能：,内含贮能元件贮藏能量WL+WC,外电源提供或接收网络的能量,贮能元件的贮能返回给外电源,贮能元件本身不消耗功率，但它又不断的充放电与外电源交换能量，故称为无功功率

6、。无功功率就是用来测量这种能量交换的速率。,第一章 电路分析的基础知识,16,3、无功功率（续）,单个元件的无功功率：,计算方法：,用公式计算：Q=UIsin,故，R不消耗无功功率Q；L和C不消耗有功功率P。,用贮能公式计算：,第一章 电路分析的基础知识,17,4、视在功率 功率三角形 功率因数,视在功率：,表示设备的容量。单位：伏安（VA）,有功功率P、无功功率Q、视在功率S的关系,功率因数：,第一章 电路分析的基础知识,18,9.5 复功率 复功率守恒,1、复功率,对照复阻抗与电阻、电抗的关系，定义一个复功率，与P、Q具有类似的关系，即,于是，,的模即为视在功率S，幅角即电路的阻抗角。,但

7、是，（见P86）,实现上述关系的关键是电压和电流相量的幅角要相减，即电流相量的幅角反号，于是，引出了电流的共轭复相量。,第一章 电路分析的基础知识,19,复功率中有功功率、无功功率的关系,复功率的实部P为网络中各电阻元件消耗功率之和，Q为网络中各动态元件无功功率的代数和。WL为电感储能平均值的总和，WC为网络中所有电容储能平均值总和。本教材称为复功率守恒。,正弦稳态单口网络功率关系,参见 P88表9-2,第一章 电路分析的基础知识,20,2、复功率守恒定理,在正弦稳态下，任一电路的所有支路吸收的复功率之和为零。即,第一章 电路分析的基础知识,21,复功率守恒定理的描述2,复功率守恒定理：对于正

8、弦稳态的电路，由每个独立电源发出的复功率的总和等于电路中其它电路元件所吸收复功率的总和：,由此可以导出一个正弦稳态电路的有功功率和无功功率也是守恒的结论。,第一章 电路分析的基础知识,22,正弦稳态电路中，由每个独立电源发出的有功功率的总和等于电路中其它元件所吸收的有功功率的总和；由每个独立电源发出的无功功率的总和等于电路中其它元件所吸收的无功功率的总和：,由此可得网络吸收的有功功率等于该网络内每个电阻吸收的平均功率总和。,第一章 电路分析的基础知识,23,一般情况下：,第一章 电路分析的基础知识,24,举例,已知电路如图，求各支路的复功率。,解一：,第一章 电路分析的基础知识,25,解二：,两种解法，都验证了复功率的平衡关系，且计算出的电流源发出的总复功率也是一致的。,第一章 电路分析的基础知识,26,例9-12,已知电路如图，求两负载的复功率、总电流及总功率因数。,解：,第一章 电路分析的基础知识,27,例9-12（续）,第一章 电路分析的基础知识,28,例9-12（续）,本例提供了通过求电路的复功率，求出电路其它电量的方法。,第一章 电路分析的基础知识,29,课外作业,PP.106-108 9-8，9-13,9-21,END,