《電工電子技術(shù)及應(yīng)用》課件 2-1-4 正弦交流電路的分析與計算

電工電子技術(shù)及應(yīng)用2025/2/18情境1直流電路的等效變換及測試1任務(wù)2-1-4正弦交流電路的分析與計算

RLC22-1-4正弦交流電路的分析與計算（一）正弦交流電路功率1、電壓、電流關(guān)系如圖所示電路，根據(jù)基爾霍夫電壓定律，總電壓為其中：

情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試2025/2/18情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試3（一）正弦交流電路功率為計算總電壓，可轉(zhuǎn)換為相量式：即：

其中，Z稱為復(fù)數(shù)阻抗，單位是歐姆。3情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試2-1-4正弦交流電路的分析與計算由復(fù)數(shù)形式的歐姆定律可得：結(jié)論：Ｚ的模為電路總電壓和總電流有效值之比，而Ｚ的幅角則為總電壓和總電流的相位差。2、復(fù)數(shù)阻抗Z：4情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試阻抗角52、復(fù)數(shù)阻抗Z：（1）復(fù)數(shù)阻抗的表示形式：情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試（2）阻抗三角形阻抗三角形6情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試當(dāng)時，表示u

領(lǐng)先i

－－電路呈感性當(dāng)時，表示u

、i同相－－電路呈電阻性當(dāng)時，表示u

落后i

－－電路呈容性7（3）電壓、電流的相位關(guān)系阻抗三角形情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試RLC假設(shè)R、L、C已定，電路性質(zhì)能否確定？（阻性？感性？容性？）不能！與頻率ω有關(guān)

當(dāng)ω不同時，可能出現(xiàn)：

XL

>

XC

，或XL

<

XC,或XL=XC

。

8思考情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試乘以電流I：

即：

4、電壓三角形9情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試1、平均功率、無功功率和功率因數(shù)（1）瞬時功率

（2）平均功率

P

（有功功率）

uRLCi10（二）正弦交流電路功率情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試

在R、L、C串聯(lián)的電路中，儲能元件R、L、C

雖然不消耗能量，但存在能量吞吐，吞吐的規(guī)模用無功功率來表示。其大小為：（3）無功功率Q：11情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試視在功率S：電路中總電壓與總電流有效值的乘積。單位：伏安、千伏安注：S＝UI

用來衡量發(fā)電機(jī)可能提供的最大功率（額定電壓×額定電流）12（4）視在功率S：情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試PQS

視在功率（5）功率三角形：無功功率有功功率情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試13（5）功率三角形

：13情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試總電壓總電流u與i

的夾角-----功率因數(shù)

其中：

情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試14（三）功率因數(shù)14情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試負(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RZ15（三）功率因數(shù)情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試?yán)?0W白熾燈40W日光燈發(fā)電與供電設(shè)備的容量要求較大16（三）功率因數(shù)情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試常用電路的功率因數(shù)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）17情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試思考：功率因數(shù)太低會有什么影響？18（三）功率因數(shù)情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試1、增加電網(wǎng)中的有功損耗和電能損耗；

2、系統(tǒng)中總電流增加，使得電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的容量必須增加，增大了投資；

3、使得線路的電壓損耗增加，負(fù)荷電壓下降；

4、電氣設(shè)備容量不能充分利用。19功率因數(shù)過低的影響（三）功率因數(shù)情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試注意供電部門一般要求用戶的，否則受處罰。

20（三）功率因數(shù)情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試一、自然提高：1、正確選用異步電動機(jī)的型號和容量，使其接近滿載運行，(>70%)2、更換輕負(fù)荷電動機(jī)或改變接線（y－三角）3、電力變壓器不宜輕載運行（負(fù)荷率小于0.6時，功率因數(shù)會下降20％）4、合理安排工藝流程，限制感性負(fù)載的空載運轉(zhuǎn)二、無功補(bǔ)償21提高功率因數(shù)的方法：（三）功率因數(shù)情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試提高功率因數(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)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。提高功率因數(shù)的措施:uiRL并電容C22情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試日光燈功率因數(shù)的改善----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(bǔ)償?shù)絚os

須并聯(lián)多大電容？（設(shè)U、P

為已知）23情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試iuRLC并聯(lián)電容值的計算：40W日光燈將提高到0.9，需并聯(lián)多大電容？

24情境2RLC串聯(lián)諧振電路的測試iuRLC并聯(lián)電容值的計算：[解]：因為cosФL