正弦交流電路分析基礎(chǔ)-3

電工電子學Ⅲ周靜2013年11月正弦交流電路分析基礎(chǔ)6學時主要內(nèi)容第1講正弦交流電及其三要素、正弦交流電的表示方法第2講基本分析方法-單一元件正弦交流電路分析、阻抗、串并聯(lián)正弦交流電路第3講正弦交流電路的諧振，功率、功率因素及其提高第3講正弦交流電路諧振正弦交流電路的功率、功率因素iuLRCLRC阻抗與復(fù)阻抗阻抗與復(fù)阻抗單一元件的復(fù)阻抗阻抗與復(fù)阻抗LRC歐姆定律的復(fù)數(shù)表達式Z：復(fù)數(shù)阻抗實部為阻虛部為抗容抗感抗阻抗與復(fù)阻抗Z與電路元件的參數(shù)有關(guān)，其值決定了電路的性質(zhì)。電抗電抗阻抗三角形阻抗與復(fù)阻抗當R0時電流將滯后于電路的端電壓。電路中電感的作用比電容的作用大，稱為電感性電路。阻抗與復(fù)阻抗電路中的電流將超前于電路的端電壓.電容的作用比電感的作用大,稱為電容性電路R|Z|XL-XC阻抗與復(fù)阻抗電路中的電流與電路的端電壓同相。在這種電路呈電阻性。XL=XCX=XL-XC=0電壓三角RLC電壓三角電路參數(shù)電路圖（正方向）復(fù)數(shù)阻抗有功功率無功功率Riu0LiuCiu00歐姆定律正弦交流電路中的功率R-L串聯(lián)電路的功率RL

S=UI

視在功率，單位：VAP=URI

有功功率，單位：WQ=ULI

無功功率，單位：var兩邊都乘以I向量圖

UULUR電壓三角形電壓三角形

UULUR

|Z|XLR

SQP電壓三角形阻抗三角形功率三角形電壓三角形、阻抗三角形、功率三角形

SQP功率三角形cos

：功率因數(shù)功率因數(shù)RLC串聯(lián)電路中的功率RLC阻抗三角

RLC串聯(lián)電路中，

只有R元件消耗能量，作有功；

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。功率三角問題的提出：日常生活中很多負載為感性的，其等效電路及相量關(guān)系如下圖。uiRLCOS

I當U、P

一定時，

希望將COS

提高正弦交流電路功率因數(shù)的提高P=PR=UICOS

其中消耗的有功功率為：負載iu說明： 由負載性質(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RZ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。

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)提高功率因數(shù)的原則：

必須保證原負載的工作狀態(tài)不變。即：加至負載上的電壓U和負載的有功功率P不變。提高功率因數(shù)的措施:uiRL并電容C并聯(lián)電容值的計算uiRLC設(shè)原電路的功率因數(shù)為cos

L，要求補償?shù)絚os

須并聯(lián)多大電容？（設(shè)U、P、

為已知）iCiRL分析依據(jù)：補償前后P、U不變。由相量圖可知：iuRLCP=40W，U=220V，f=50Hz，cos

L=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=0.18A呈電容性。呈電感性問題與討論功率因數(shù)補償?shù)绞裁闯潭?？理論上可以補償成以下三種情況:功率因素補償問題（一）呈電阻性結(jié)論：在角相同的情況下，補償成容性要求使用的電容容量更大，經(jīng)濟上不合算，所以一般工作在欠補償狀態(tài)。感性（較小）容性（較大）C

較大功率因數(shù)補償成感性好，還是容性好？一般情況下很難做到完全補償（即：）過補償欠補償

含有電感和電容的電路，如果無功功率得到完全補償，使電路的功率因數(shù)等于1，即：u、i

同相，便稱此電路處于諧振狀態(tài)。諧振串聯(lián)諧振：L

與C

串聯(lián)時

u、i

同相并聯(lián)諧振：L

與C

并聯(lián)時

u、i

同相諧振電路在無線電工程、電子測量技術(shù)等許多電路中應(yīng)用非常廣泛。諧振概念：正弦交流電路中的諧振串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振的條件RLC串聯(lián)諧振電路、同相若令：則：諧振串聯(lián)諧振的條件是：

串聯(lián)諧振時的相量圖：諧振時電流最大！

串聯(lián)諧振時的相量圖：

當時UC、UL將大于電源電壓U！諧振頻率：

收音機接收電路組成諧振電路，選出所需的電臺。為來自3個不同電臺（頻率分別為f1、f2、f3）的電動勢信號；收音機接收電路并聯(lián)諧振當時領(lǐng)先于(容性)諧振當時理想情況：純電感和純電容并聯(lián)。當時落后于(感性)LC或理想情況下并聯(lián)諧振條件LC非理想情況下的并聯(lián)諧振同相時則諧振RLC總阻抗：并聯(lián)諧振電路總阻抗的大小什么性質(zhì)?并聯(lián)諧振電路總阻抗：當時所以，純電感和純電容并聯(lián)諧振時，相當于斷路。并聯(lián)支路中的電流可能比總電流大。支路電流可能大于總電流！

電流諧振思考2.如果某支路的阻抗,則其導納對不對?+-3.圖示電路中,已知則該電路呈感性,對