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1、 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 复习复习 1. 分析和计算电路的基本定律 欧姆定律： 2. 分析和计算正弦稳态电路的方法：相量法 3. 相量图的画法（注意参考相量的选择） 基尔霍夫定律 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 9 94 4 正弦稳态电路的功率正弦稳态电路的功率 一、无源一端口的功率 无源 端口 1. 瞬时功率 无源一端口吸收的瞬时功 率为 以RLC串联电路为例 电阻R吸收的瞬时功率pR为 电阻是耗能元件 电感L吸收的瞬时功率pL为 电路原理电
2、路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 L是储能元件 电容C吸收的瞬时功率pC为 C是储能元件 整个RLC串联电路吸收的瞬时功率p为 不可逆部分可逆部分 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 电感、电容的无功补偿作用电感、电容的无功补偿作用 i L C R u uL uC + - + - +- t i 0uL 当L发出功率时，C 刚好吸收功率，则与外 电路交换功率为pL+pC 。因此，L、C的无功 具有互相补偿的作用。 t i 0 uC pL pC 电路原理电路原理多媒体课件
3、多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 根据一端口的阻抗三角形得 代入后有 i t o u UIcos p （阻抗三角形）（阻抗三角形） Z Z R jX +1 +j O 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 2. 有功功率P（即平均功率） 单位：W 有功功率的物理 意义：实际是电 阻消耗的功率， 即电路实际消耗 的功率。 3.无功功率Q 单位：乏（Var），1kVar=103Var 无功功率的物理无功功率的物理 意义：表示电路意义：表示电路 与电源进行能量与电源进行能量 交换的最大速率交换
4、的最大速率 。 4. 视在功率S SUI 单位：伏安（VA），1kVA=103 VA 反映电气设备的容量 。 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 P、Q、S三者的关系 功率三角形 如图所示 说明说明 功率因数 衡量传输电能效果的重要指标，表示 传输系统有功功率所占的比例。 即 上述有关功率的论述适用于任何一端口 （功率三角形）（功率三角形） P+1O Z S jQ +j 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 电压的有 功分量 电压的无 功分量 任意阻抗的功率计算
5、： P =UIcosZ Q =UIsinZ (发出无功) 电压三角形电压三角形 功率三角形功率三角形 阻抗三角形阻抗三角形 Z=R+jX 相似三角形相似三角形 Z P+1O Z S jQ +j Z Z R jX +1 +j O =IUR=I2R =IUX =I2X 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 电流的有 功分量 电流的无 功分量 任意导纳的功率计算： P =UIcosY Q =-UIsinY 电流三角形电流三角形 功率三角形功率三角形 导纳三角形导纳三角形 Y=G+jB +1 相似三角形相似三角形 P +1O Z S j
6、Q +j Y +j O G jB Y =UIG=U2G = -UIB=-U2B 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 电阻、电感和电容元件的功率 （1） 电阻元件 1）有功功率 2）无功功率 1 1）有功功率）有功功率 2 2）无功功率）无功功率 （2） 电感元件 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 （3） 电容元件 1）有功功率 2）无功功率 二、含源一端口的功率 说明 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信
7、息工程研究室 【例9-9】求图9-5(a)所示电路中电 源发出的有功功率P、无功功率Q、 视在功率S和电路的功率因数。 【解】 经电路计算解得 视在功率为 有功功率为 无功功率为 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 9 95 5 复功率复功率 一、问题的提出 不能用相量法计算功率。 二、复功率 单位：VA 对无源一端口，复功率的计算公式 其中，Z=R+jX，Y=G+jB，Y*=G-jB 说明说明 注意注意 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 在正弦稳态电路中，
8、有功功率、无功功率和复功率 均守恒，而视在功率一般不守恒。 但一般地 即 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 【例例9 91111】图示电路外加50Hz、380V的正弦电压，感性负载 ，吸收的功率P1=20kW，功率因数1=0.6。若使电路的功率因数提 高到=0.9，求在负载两端并接的电容值（图中虚线所示）。 【解解】 法1：根据复功率守恒原理求解。 设并联电容后电路吸收的 复功率为 ,电容吸收的复功率为 其中 功率三角形，如图所示 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工
9、程研究室 复功率方程分列为 式中 故得 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 法2：根据KCL电流方程求解。 并入电容C后，根据KCL有 并有 解得 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 法3：根据等效导纳求解。 并接入电容C后有 式中 又由于 则得 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 （1）是否并联电容越大，功率因数越高？ （2）能否用串联电容的方法来提高功率因数cos ? 1. 提高功率因数的
10、方法 在感性负载两端并联容量适当的电容器。 2. 提高功率因数的意义 提高了电源设备的利用率； 减小了传输线上的损耗。 结论结论 说明 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 9 96 6 最大功率传输最大功率传输 一、问题的提出 NS (a) 根据戴维宁定理可将图(a)简化为如图(b)所 示的等效电路。 则负载吸收的有功功率为 (b) 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 二、负载获得最大（有功）功率的条件 若用诺顿等效电路，则获得最大功率的条件为 即 最佳匹配（或 共轭匹配） 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 【例9-11】图示电路中的正弦电源 求一端口的的戴维宁等效电路。 解得 【解】 电路原理电路原理多媒体课件多媒体课件山东轻工业学院山东轻工业学院 电子信息工程研究室电子信息工程研究室 戴维宁等效电路的参数为 （1）当g=0.5S时，有 （2）当g=-0.5S时，有 一端口无输出功率 （3）当g=1S时，有 小结 作业P248 9-18，P249 9-21，P250 9-25
