《电工电子学：第3章正弦稳态交流电路3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子学：第3章正弦稳态交流电路3（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3.5 正弦电流电路中的功率正弦电流电路中的功率无源一端口网络吸收的功率无源一端口网络吸收的功率( u, i 关联关联)1. 1. 瞬时功率瞬时功率瞬时功率瞬时功率无无源源+ui_3.5.1 瞬时功率和平均功率瞬时功率和平均功率 p有时为正有时为正, 有时为负有时为负p0, 电路吸收功率电路吸收功率p0, 0 , 感性，感性， 滞后功率因数滞后功率因数X0, 0 ， Q 0，无功功率Q为正值；电容性电路电流超前电压， 0 ， Q R+RLC 谐振时，阻抗谐振时，阻抗虚部为零，则虚部为零，则 在在LR的情况下，并联谐振电路与串联谐振电路的情况下，并联谐振电路与串联谐振电路的谐振频率相同。的谐振频
2、率相同。 并联谐振时，并联谐振时， =0，电压与电流同相位，阻抗为：，电压与电流同相位，阻抗为：谐振角频率为：谐振角频率为： 谐振频率为：谐振频率为： 阻抗的模最大。阻抗的模最大。在外加电压一定时，在外加电压一定时，电路的总电流最小电路的总电流最小。 3. 并联电路的谐振的另一种并联电路的谐振的另一种分析方法（同学自行分析）分析方法（同学自行分析）+_G谐振条件：谐振条件：谐振频率：谐振频率：复导纳：复导纳：+_G谐振时端电压达到最大值谐振时端电压达到最大值+_G收音机接收电路收音机接收电路L1：接收天线接收天线L2与与 C ：组成谐振电路组成谐振电路L3：将选择的信号送将选择的信号送 接收电
3、路接收电路L2CL2：接收天线接收天线L2与与 C ：组成谐振电路组成谐振电路US1、 US1 ：为来自各电视为来自各电视台的信号台的信号已知：已知：解：解：如果要收听如果要收听us1节目，节目，C 应配多大？应配多大？即：当即：当 C 调到调到 150 pF 时，可收听到时，可收听到us1的节目。的节目。例：例：us1 、us2为来自为来自2个不同电台（不同频率）的信号个不同电台（不同频率）的信号L2C1.2. us1信号在电路中产生的电流信号在电路中产生的电流 有多大？在有多大？在 C 上上 产生产生的电压是多少？的电压是多少？已知：已知：解：解：L2C所希望的信号所希望的信号被放大了被放
4、大了64.5倍倍作业nP84n3-10n3-11n3-12n3-133.7.1、对称三相电源的产生、对称三相电源的产生通通常常由由三三相相同同步步发发电电机机产产生生，三三相相绕绕组组在在空空间间互互差差120，当当转转子子转转动动时时，在在三三相相绕绕组组中中产产生生感感应应电电压压，从从而而形形成成对对称称三三相相电电源。源。三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图3.7 3.7 三相电路三相电路NSI AZBXCYNSI AZBXCY1. 瞬时值表达式瞬时值表达式A+XuAB+YuBC+ZuC2. 波形图波形图uAuB tOuuCA、B、C三端称为始端，三端称为始端，X、Y、Z三端称为末
5、端。三端称为末端。3. 相量表示相量表示1201201204. 对称三相电源的特点对称三相电源的特点正序正序(顺序顺序)：ABCA负序负序(逆序逆序)：ACBAABC相序的相序的实际意义实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。以后如果不加说明，一般都认为是正相序。以后如果不加说明，一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转5. 对称三相电源的对称三相电源的相序相序：三相电源中各相电源经过同一值：三相电源中各相电源经过同一值(如最如最大值大值)的先后顺序的先后顺序ABC3.7.2 三相电源的连接三相电源的连接ABCNCBA 低
6、压三相电力系统大多采用左图的三低压三相电力系统大多采用左图的三相四线制接法。相四线制接法。 A、B、C 三条线称为三条线称为相线相线，俗称，俗称火线火线。N称为称为中线中线俗称俗称零线零线。ABC120120120图图 （1）每每条条相相线线与与中中线线之之间间的的电电压压称称为为相相电压电压UP 。可以看出。可以看出 AN = A=U0BN= B= U-120CN=C=U-240= U1201.电源的电源的星形联接星形联接(Y接接) AN = A=U0 BN= B= U-120 CN=C=U-240= U120ABCNCBA (2) 每两条相线之间的电压称为每两条相线之间的电压称为线电线电压
7、压，Ul 用表示。由上图用表示。由上图或由或由复数运算或者复数运算或者几何关系几何关系都可以得到都可以得到AB = AN BN =U0 U-120ABCCBCACA= AN 30300同理可得：同理可得： BC 、CAABBABCABCBCABCA 由相向图（或复数运算或者几何由相向图（或复数运算或者几何关系）都可以得到关系）都可以得到可以看到，线电压的有效值可以看到，线电压的有效值Ul 与与相电压有效值相电压有效值Up 之间之间 一组电压一组电压220V的三相电源接成三相四线制，其相电压的三相电源接成三相四线制，其相电压Up=220V，其线电压，其线电压Ul=380V。相位上相位上线电压相位
8、线电压相位超前超前对应对应的的相电压相电压30o。 结论结论：对：对Y接法的接法的对称三相电源对称三相电源 所谓的所谓的“对应对应”：对应相电压用线电压的：对应相电压用线电压的 第一个下标字母标出第一个下标字母标出。(3) 线电压相位线电压相位超前超前对应相电压对应相电压30o。 ABCABCBCABCA300(1) 相电压对称，则线电压也对称相电压对称，则线电压也对称,且相电流等线电流。且相电流等线电流。2、电源的三角形联接、电源的三角形联接( 接接)： +AXBYCZ+A+X+BCYZABC名词介绍：名词介绍： 相线相线(火线火线)：A, B, C 三端引出线。三端引出线。 中线：中性点引
9、出线中线：中性点引出线(接地时称地线接地时称地线)， 接无中线。接无中线。 三相三线制三相三线制 与三相四线制。与三相四线制。三个绕组始、末端依次相接。三个绕组始、末端依次相接。 相电压相电压 ：每相电源：每相电源(负载负载)的电压的电压 相电流相电流 ：流过每相电源：流过每相电源(负载负载)的电流的电流 线电压线电压 ：火线与火线之间的电压：火线与火线之间的电压 线电流线电流 ：流过火线的电流：流过火线的电流Y接：接： 接：接： 接：接：Y接：接：ABCNCBAA+X+BCYZABC 接接即线电压等于对应的相电压。即线电压等于对应的相电压。 三相电源作三角形联接时，其线电压和相电压相等，线电
10、流等于相电流的 倍，相位滞后对应的相电流30o。这些结论请读者参考星形联接自行证明。A+X+BCYZABC线电压和相电压A+X+BCYZABC相位上相位上线电线电流流相位相位落后于落后于对应对应的的相相电流电流30o。 接接 线电流和相电流300关于关于 接还要强调一点：始端末端要依次相连。接还要强调一点：始端末端要依次相连。正确接法正确接法错误接法错误接法I =0 , 接电源接电源中不会产生环流。中不会产生环流。注意：注意：I 0 , 接电源接电源中将会产生环流。中将会产生环流。 三相电源作三角形连接时必须严格按照每一相的末端与次一相的始端连接。A+X+BCYZABC 在在判断不清时，应保留
11、最后两端钮不接（例如判断不清时，应保留最后两端钮不接（例如Z端与端与A端），端），成为开口三成为开口三角形。角形。 用电压表测量开口处电压（例如uAZ），如果读数为零，表示接法正确，再接成封闭三角形。3.7.3. 3.7.3. 对称三相负载对称三相负载 一、对称三相负载及其联接一、对称三相负载及其联接1. 对对称称三三相相负负载载(均均衡衡三三相相负负载载)：三三个个相相同同负负载载(负负载载阻阻抗抗模模相相等，阻抗角相同等，阻抗角相同)以一定方式联接起来。以一定方式联接起来。2. 对称三相负载的联接：两种基本联接方式对称三相负载的联接：两种基本联接方式ABCNZZZABCZZZ星形联接星形联
12、接三角形联接三角形联接abcnZZZabcZZZ负载的相电压：每相负载上的电压。负载的相电压：每相负载上的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。线电流：流过端线的电流。线电流：流过端线的电流。相电流：流过每相负载的电流。相电流：流过每相负载的电流。三角型负载的相电压、线电压、相电流、线电流表示不同三角型负载的相电压、线电压、相电流、线电流表示不同星型负载星型负载对称三相电路：对称三相电路：由对称三相电源和对称三相负载联接而成。由对称三相电源和对称三相负载联接而成。3、按按电电源源和和负负载载的的不不同同联联接接方方式式可可分分为为YY，Y0 Y0，Y ， Y，
13、等。等。1. YY接接(三相三线制三相三线制)， Y0 Y0(三相四线制三相四线制)+_+_+NnZZZABCabc2. Y 接接+_+_+NZZZABCabc负载上相电压与负载上相电压与电源线电压电源线电压相等：相等：ABCABCBCABCA300NABCZCZBZAM3 三三相相四四线线制制三角形三角形连接连接星形连接星形连接三相负载采用何种连接方式由三相负载采用何种连接方式由负载的额定电压负载的额定电压决定。决定。当负载额定电压等于电源当负载额定电压等于电源线线电压时采用电压时采用三角形三角形连接；连接；当负载额定电压等于电源当负载额定电压等于电源相相电压时采用电压时采用星形星形连接。连
14、接。单相负载的连接单相负载的连接三相四线制电源，相电压三相四线制电源，相电压220V三相照明负载：三相照明负载：RA=5RB=10， RC=20求求:（1）负载电压、电流及中线）负载电压、电流及中线电流。电流。解：因为有中线，则解：因为有中线，则UAN= UBN= UCN= UP=220V例：已知：例：已知：RCRARBABCNN3.7.4三相电路的计算三相电路的计算（2）A相短路时负载电压、电流。相短路时负载电压、电流。RCRARBABCNNUAN=0UBN= UCN= UP=220VIA很大，很大，A相熔断器熔断。相熔断器熔断。IB、 IC不变。不变。（3）A相开路时负载电压、电流。相开路
15、时负载电压、电流。IA0 B、C相不受影响。相不受影响。 UBN、 UCN、 IB、 IC均不变。均不变。RCRARBABCNNRCRARBABCNN（4）中线断开，且）中线断开，且A相短路时负载电压、电流。相短路时负载电压、电流。UBN UCN 380V均大于负载的额定电压均大于负载的额定电压 ABCABCBCABCA不允许！不允许！1500-1500RA=5、RB=10、RC=20（5）中线断开，且）中线断开，且A相开路时负载电压、电流。相开路时负载电压、电流。B相电压小于负载的额定电压，电灯发暗。相电压小于负载的额定电压，电灯发暗。RCRARBABCNNC相电压大于负载的额定电压，相电压
16、大于负载的额定电压，不允许！不允许！RA=5、RB=10、RC=20 对于三相对称负载，各相电压、电流大小相等，阻抗角相同，故各相的有功功率是相等的 三相电路的总功率，等于三相负载各相的功率之和3.7.5 3.7.5 三相电路的功率三相电路的功率 UP是相电压的有效值，IP是相电流的有效值，为UP 与IP的相位差，cos是功率因数。P = PA + PB + PCP = PA + PB + PC = UAIAcos A + UBIBcos B + UCICcos C = 3UP IP cos 设备铭牌给出的电压、电流均是指额定线电压UL和额定线电流IL三相电路的无功功率为：三相电路的视在功率为：Q = QA + QB + QC = 3UP IP sin 作业nP84n3-14n3-15
