第9講正弦交流電路功率及諧振

第9講正弦交流電路功率及諧振重點(diǎn)內(nèi)容：1、掌握正弦交流電路的功率；2、掌握提高功率因數(shù)的方法；3、掌握諧振電路的特點(diǎn)。難點(diǎn)內(nèi)容：1、理解諧振現(xiàn)象的危害；2、 掌握提高功率因數(shù)的方法。2.6正弦交流電路的功率ＲＬＣ串聯(lián)電路中唯有電阻Ｒ是耗能元件，故電路的有功功率Ｐ等于電阻Ｒ上消耗的功率。各元件的有功功率為一、有功功率P有功功率是電路實(shí)際消耗的功率。單位：瓦（W）2.6正弦交流電路的功率各元件的無(wú)功功率為二、無(wú)功功率Q電路中電源與電感電容元件間能量交換規(guī)模的大小用無(wú)功功率來(lái)表示，單位：乏（var）注意：電感Ｌ上的功率QL為感性無(wú)功功率，取正；電容Ｃ上的功率QC為容性無(wú)功功率，取負(fù)。2.6正弦交流電路的功率三、視在功率Q視在功率是電源提供給電路的總功率，反映了交流電源的容量大小，單位為伏安（ＶＡ）功率三角形四、功率因數(shù)的提高1、提高功率因數(shù)常用的辦法在感性負(fù)載兩端并聯(lián)容量適當(dāng)?shù)碾娙萜鳌?.

并聯(lián)電容值的計(jì)算相量圖:又由相量圖可得：即:+-例1:解：(1)（2）如將從0.95提高到1，試問(wèn)還需并多大的電容C。（1）如將功率因數(shù)提高到,需要并多大的電容C,求并C前后的線路的電流。一感性負(fù)載,其功率P=10kW,，接在電壓U=220V,?=50Hz的電源上。即即求并C前后的線路電流并C前:可見(jiàn):cos1時(shí)再繼續(xù)提高，則所需電容值很大（不經(jīng)濟(jì)），所以一般不必提高到1。并C后:(2)從0.95提高到1時(shí)所需增加的電容值2.7電路中的諧振在同時(shí)含有L和C的交流電路中，如果總電壓和總電流同相，稱電路處于諧振狀態(tài)。此時(shí)電路與電源之間不再有能量的交換，電路呈電阻性。串聯(lián)諧振：L

與C

串聯(lián)時(shí)u、i

同相并聯(lián)諧振：L

與C

并聯(lián)時(shí)u、i

同相研究諧振的目的，就是一方面在生產(chǎn)上充分利用諧振的特點(diǎn)，(如在無(wú)線電工程、電子測(cè)量技術(shù)等許多電路中應(yīng)用)。另一方面又要預(yù)防它所產(chǎn)生的危害。諧振的概念：同相由定義，諧振時(shí)：或：即諧振條件：諧振時(shí)的角頻率串聯(lián)諧振電路1.諧振條件2.7.1串聯(lián)諧振RLC+_+_+_+_2.諧振頻率根據(jù)諧振條件：或電路發(fā)生諧振的方法：(1)電源頻率f

一定，調(diào)參數(shù)L、C使fo=f；2.

諧振頻率(2)電路參數(shù)LC

一定，調(diào)電源頻率f，使f=fo或：2.

串聯(lián)諧振特怔(1)

阻抗最小可得諧振頻率為：當(dāng)電源電壓一定時(shí)：(2)電流最大電路呈電阻性，能量全部被電阻消耗，和

相互補(bǔ)償。即電源與電路之間不發(fā)生能量互換。(3)同相(4)電壓關(guān)系電阻電壓：UR=IoR=U大小相等、相位相差180電容、電感電壓：UC、UL將大于電源電壓U當(dāng)時(shí)：有：由于可能會(huì)擊穿線圈或電容的絕緣，因此在電力系統(tǒng)中一般應(yīng)避免發(fā)生串聯(lián)諧振，但在無(wú)線電工程上，又可利用這一特點(diǎn)達(dá)到選擇信號(hào)的作用。令：表征串聯(lián)諧振電路的諧振質(zhì)量品質(zhì)因數(shù)，所以串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。注意諧振時(shí):與相互抵消，但其本身不為零，而是電源電壓的Q倍。相量圖：如Q=100,U=220V,則在諧振時(shí)所以電力系統(tǒng)應(yīng)避免發(fā)生串聯(lián)諧振。2.7.2

并聯(lián)諧振1.

諧振條件+-實(shí)際中線圈的電阻很小，所以在諧振時(shí)有則：1.

諧振條件2.

諧振頻率或可得出：由：3.并聯(lián)諧振的特征(1)

阻抗最大，呈電阻性(當(dāng)滿足0L

R時(shí))(2)恒壓源供電時(shí)，總電流最小；恒流源供電時(shí)，電路的端電壓最大。(3)支路電流與總電流

的關(guān)系當(dāng)0L

R時(shí)，1支路電流是總電流的Q倍電流諧振相量圖課堂小結(jié)：