電路分析-chp9-6教材

正弦穩(wěn)態(tài)功率和能量復(fù)習(xí)主要概念瞬時(shí)功率平均功率電容、電感平均貯能視在功率功率因數(shù)無功功率(2)提高功率因數(shù)的措施:功率因數(shù)的提高

必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。

在感性負(fù)載兩端并電容I(1)

提高功率因數(shù)的原則：+-(3)

并聯(lián)電容值的計(jì)算相量圖:又由相量圖可得：即:+-思考題:1.電感性負(fù)載采用串聯(lián)電容的方法是否可提高功率因數(shù),為什么?2.原負(fù)載所需的無功功率是否有變化,為什么?3.電源提供的無功功率是否有變化,為什么?例1:解：(1)（2）如將從0.95提高到1，試問還需并多大的電容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:cos

1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§9—6復(fù)功率

復(fù)功率的實(shí)部P應(yīng)為網(wǎng)絡(luò)中各電阻元件消耗功率的總和，虛部Q應(yīng)為網(wǎng)絡(luò)中各動(dòng)態(tài)元件無功功率的代數(shù)和，且WL應(yīng)為網(wǎng)絡(luò)中所有電感貯能平均值的總和，WC應(yīng)為網(wǎng)絡(luò)中所有電容貯能平均值的總和。這一關(guān)系稱為復(fù)功率守恒。

§9—7正弦穩(wěn)態(tài)最大功率傳遞定理一、負(fù)載的電阻及電抗均可獨(dú)立地變化

時(shí)負(fù)載阻抗與電源內(nèi)阻抗互為共軛復(fù)數(shù)稱負(fù)載阻抗與電源內(nèi)阻抗為最大功率匹配或共軛匹配。

二、負(fù)載阻抗角固定而模可改變?cè)O(shè)負(fù)載阻抗為二、負(fù)載阻抗角固定而模可改變時(shí)第二種情況下，負(fù)載獲得最大功率的條件是：負(fù)載阻抗的模應(yīng)與電源內(nèi)阻抗的模相等?！?-8三相電路本節(jié)要求：

1.搞清對(duì)稱三相負(fù)載Y和△聯(lián)接時(shí)相電壓、相電流，線電壓、線電流關(guān)系。2.掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負(fù)載的正確聯(lián)接方法，理解中線的作用。3.掌握對(duì)稱三相電路電壓、電流及功率的計(jì)算?！?-8三相電路目前電能的生產(chǎn)、輸送和分配幾乎全部采用“三相制”（threephasesystem）。所謂三相制，就是由三個(gè)頻率和幅值相同但是相位不同的電壓源，即三相電源供電的系統(tǒng)。由這種電源供電的電路稱三相電路（threephasecircuit）。象前面已講過的僅有一個(gè)正弦電壓供電的電路，則稱為單相電路（singlephasecircuit）。9-8三相電路三相電路的優(yōu)點(diǎn)：1.在發(fā)電方面：在發(fā)電機(jī)體積相同的情況下，三相發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率比單相發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率高

50%。2.在輸電方面：三相系統(tǒng)輸電用三根（或四根線）,

而單相系統(tǒng)要六根，三相輸電可節(jié)省有色金屬

25%。3.在配電方面：相同容量的三相變壓器的體積比單相變壓器的體積小得多。4.在用電方面：三相電動(dòng)機(jī)比單相電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。一、三相電源的獲得由三相發(fā)電機(jī)獲得。三相發(fā)電機(jī)的構(gòu)成：定子（電樞）轉(zhuǎn)子（磁鐵）定子上的三個(gè)繞組：

ax、by、cz轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，相序?yàn)閍→b→c

轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，相序?yàn)閍→c→ba→b→ca→c→b相序：電壓到達(dá)最大值的先后順序①頻率和幅值相同，但相位互差的三個(gè)獨(dú)立電壓源二、三相電源的特點(diǎn)②1．Y形聯(lián)接三、三相電源的接法相電壓：每一個(gè)電源的電壓稱為相電壓線電壓：兩火線間的電壓稱為線電壓線電壓和相電壓之間的關(guān)系設(shè)，則：2．△形聯(lián)接這種接法①?zèng)]有中點(diǎn)②線電壓等于相電壓四、典型的三相電路三相負(fù)載不對(duì)稱三相負(fù)載：不滿足ZA=ZB

=

ZC

如由單相負(fù)載組成的三相負(fù)載對(duì)稱三相負(fù)載：ZA=ZB=

ZC

如三相電動(dòng)機(jī)三相負(fù)載分類單相負(fù)載：只需一相電源供電

照明負(fù)載、家用電器負(fù)載三相負(fù)載：需三相電源同時(shí)供電

三相電動(dòng)機(jī)等三相負(fù)載的聯(lián)接

三相負(fù)載也有Y和兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓和電源電壓確定。負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負(fù)載的電流結(jié)論：負(fù)載Y聯(lián)接時(shí)，線電流等于相電流。(1)聯(lián)接形式+ZBZCZAN'N++–––N電源中性點(diǎn)N′負(fù)載中性點(diǎn)四、典型的三相電路1．對(duì)稱Y－Y形三相電路中線無電流中線上電壓和電流均為零（對(duì)稱形Y－Y電路），因而可取消中線。帶中線稱為三相四線制，無中線則稱為三相三線制。在分析這類電路時(shí)，不論有無中線，也不論中線阻抗為多少，均設(shè)想間用一根理想導(dǎo)線聯(lián)接起來。（條件：負(fù)載對(duì)稱）

每相負(fù)載的功率

三相總功率（12－52）例12－18對(duì)稱三相三線制的電壓為380V，Y形對(duì)稱負(fù)載每相阻抗，求電流。

解

在三相電路問題中，如不加說明，電壓都是指線電壓，且為有效值，線電壓為380V，則相電壓應(yīng)為。設(shè)a相電壓初相零，則設(shè)想電源中點(diǎn)n與負(fù)載中點(diǎn)用理想導(dǎo)線相聯(lián)接，則其他兩相電流為例12－21

一臺(tái)電動(dòng)機(jī)接在380V的線路上使用，若功率為10KW，功率因數(shù)為0.8，求電流。

解三個(gè)線電流的有效值都是19A，但初相角各不相同。2．不對(duì)稱Y－Y形三相電路電源總是對(duì)稱的，負(fù)載不對(duì)稱，分兩種情況：有中線和無中線每相分離進(jìn)行計(jì)算。但不能由一相推知其他兩相。①有中線例12－19電路如圖12—32所示，但三相負(fù)載不對(duì)稱，，，對(duì)稱三相電源相電壓有效值為220V，中線阻抗可忽略不計(jì)，試求、和。解由于中線阻抗可忽略不計(jì)，即使中線有電流，仍為零。故仍可分離一相進(jìn)行計(jì)算。對(duì)第一相，可得第二相負(fù)載也是，故可知第三相負(fù)載為，分離該相算得中線電流從本例可知：在日常生活中，即使三相負(fù)載不對(duì)稱，但由于有中線，且中線阻抗甚小，各相負(fù)載兩端電壓仍然對(duì)稱并保持正常的電壓。②無中線，按復(fù)雜電路處理例12－20接續(xù)上例，如取消中線，試求三相負(fù)載的電壓、和。解中線取消后，不能斷定是否為零。只能按復(fù)雜電路處理，可運(yùn)用節(jié)點(diǎn)分析法。由節(jié)點(diǎn)方程可得以、、代入后，得可見，中點(diǎn)之間電壓不為零。故負(fù)載對(duì)稱接成三角形，如圖12－34所示。三相電源只要知道線電壓就行，不必追究電源具體接法。3．（Y/△－△）形三相電路每相負(fù)載功率三相總功率（12－55）五、對(duì)稱三相電路總的瞬時(shí)功率每一相瞬時(shí)功率分別為三相總的瞬時(shí)功率P—三相總平均功率總瞬時(shí)功率恒定，對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說轉(zhuǎn)矩恒定，這是三相電的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。六、應(yīng)用舉例例12－22三相電路如圖12—36所示。已知，，。求：(1)線電流、、，三相功率以及電流表A、電壓表V的讀數(shù)；(2)要求與(1)相同，但負(fù)載改為△形聯(lián)接。

正誤判斷對(duì)稱負(fù)載Y聯(lián)接

+ZBZCZAN'N++–––對(duì)稱負(fù)載Y聯(lián)接

正誤判斷例6：

某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來，而第一層樓電燈亮度不變，試問這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同時(shí)發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又是什么原因？解:(1