電工技術(shù)電子技術(shù)-清華-4課件

第2章正弦交流電路(RLC串聯(lián)電路交流電路的分析方法功率因數(shù)的提高)第4講2/6/20231課件正弦交流電路的分析計算2.22.2.2R-L-C串聯(lián)交流電路2.2.3交流電路的一般分析方法2.2.4功率因數(shù)的提高2/6/20232課件本課作業(yè)42-82-102-142-162-21英4題2/6/20233課件設(shè):則:其中:(1)R-L串聯(lián)電路瞬時值關(guān)系u領(lǐng)先i角2/6/20235課件Z稱為復(fù)數(shù)阻抗的模(2)R-L串聯(lián)電路有效值關(guān)系2/6/20236課件(3)R-L串聯(lián)電路相量式表示RLZ復(fù)數(shù)阻抗Z稱為復(fù)數(shù)阻抗的模阻抗角,電壓領(lǐng)先電流的相位角設(shè):2/6/20237課件向量圖UULUR|Z|XLRSQP電壓三角形阻抗三角形功率三角形cos稱為功率因數(shù)電壓三角形、阻抗三角形功率三角形2/6/20239課件2.R-C串聯(lián)電路(1)瞬時值關(guān)系uCiuRuRC2/6/202310課件(2)R-C串聯(lián)電路中電壓電流的向量式關(guān)系UCIURURC其中：<02/6/202311課件3.R-L-C串聯(lián)交流電路一、電流、電壓的瞬時關(guān)系uRLCi2/6/202313課件相量方程式：則相量模型RLC設(shè)（參考相量）2/6/202314課件2/6/202315課件R-L-C串聯(lián)交流電路——相量圖先畫出參考相量RLC相量表達(dá)式：2/6/202317課件Z：復(fù)數(shù)阻抗實部為阻虛部為抗容抗感抗R-L-C串聯(lián)交流電路中的

復(fù)數(shù)形式歐姆定律RLC2/6/202318課件是一個復(fù)數(shù)，但并不是正弦交流量，上面不能加點。Z在方程式中只是一個運(yùn)算工具。

Z說明：RLC阻抗三角形2/6/202319課件電壓三角形和功率三角形的關(guān)系cos稱為功率因數(shù)在R、L、C串聯(lián)的電路中，儲能元件L、C不消耗能量，但存在能量吞吐，吞吐的規(guī)模用無功功率來表示。2/6/202321課件一、簡單串并聯(lián)電路3.3.3交流電路的一般分析方法Z1Z2iZ1Z22/6/202322課件復(fù)數(shù)符號法2/6/202323課件1、據(jù)原電路圖畫出相量模型圖（電路結(jié)構(gòu)不變）2、根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖二、一般正弦交流電路的解題步驟3、用復(fù)數(shù)符號法或相量圖求解4、將結(jié)果變換成要求的形式在正弦交流電路中，若正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗表示，則直流電路中介紹的基本定律、公式、分析方法都能用。具體步驟如下：2/6/202325課件例1下圖中已知：I1=10A、UAB=100V，求：A、UO的讀數(shù)解題方法有兩種：1.利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運(yùn)算2.利用相量圖求結(jié)果AAB

C25UOC12/6/202326課件例2已知：R1、R2、L、C求：各支路電流的大小LCu將電路中的電壓電流都用相量表示，并用復(fù)數(shù)表示相量；電阻電感電容都用復(fù)數(shù)阻抗表示2/6/202329課件相量模型原始電路LCu2/6/202330課件解:節(jié)點電位法A已知參數(shù)：節(jié)點方程2/6/202331課件由節(jié)點電位便求出各支路電流：A2/6/202332課件解：用戴維南定理求ieBAZ2/6/202333課件問題的提出：日常生活中很多負(fù)載為感性的，其等效電路及相量關(guān)系如下圖。uiRLCOSI當(dāng)U、P一定時，希望將COS提高2.2.4功率因數(shù)的提高P=PR=UICOS其中消耗的有功功率為：2/6/202334課件負(fù)載iu說明： 由負(fù)載性質(zhì)決定。與電路的參數(shù)和頻率有關(guān)，與電路的電壓、電流無關(guān)。功率因數(shù)和電路參數(shù)的關(guān)系RZ2/6/202335課件例40W白熾燈40W日光燈發(fā)電與供電設(shè)備的容量要求較大

供電局一般要求用戶的

，否則受處罰。

2/6/202336課件純電阻電路R-L-C串聯(lián)電路純電感電路或純電容電路電動機(jī)空載滿載

日光燈

（R-L-C串聯(lián)電路）常用電路的功率因數(shù)2/6/202337課件提高功率因數(shù)的原則：

必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓U和負(fù)載的有功功率P不變。提高功率因數(shù)的措施:uiRL并電容C2/6/202338課件并聯(lián)電容值的計算uiRLC設(shè)原電路的功率因數(shù)為cosL，要求補(bǔ)償?shù)絚os須并聯(lián)多大電容？（設(shè)U、P、為已知）iCiRL2/6/202339課件分析依據(jù)：補(bǔ)償前后P、U不變。由相量圖可知：2/6/202340課件iuRLCP=40W，U=220V，f=50Hz，cosL=0.5，cos=1并聯(lián)電容C=4.5F并聯(lián)電容前I=0.36A并聯(lián)電容后I=0.18A2/6/202341課件呈電容性。呈電感性問題與討論功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)绞裁闯潭?？理論上可以補(bǔ)償成以下三種情況:功率因素補(bǔ)償問題（一）呈電阻性2/6/202342課件結(jié)論：在角相同的情況下，補(bǔ)償成容性要求使用的電容容量更大，經(jīng)濟(jì)上不合算，所以一般工作在欠補(bǔ)償狀態(tài)。感性（較?。┤菪裕ㄝ^大）C