电工电子技术第七讲17星期四用于混合班教学课件.ppt

电工电子技术 第七讲 2005.3.17星期四用于混合班,1.交流电路功率因数的提高 2.串联谐振电路 3.并联谐振电路,1. 瞬时功率,（设电感性电路）,翻页,2.3.5 交流电路的功率,返回,2 . 平均功率（有功功率）P,翻页,1,UI,pdt,j,cos,0,T,P,T,=,=,返回,QQL+（-QC）,3 . 无功功率 Q,单位：VA、KVA,4. 视在功率 S,最大功率（额定电压额定电流）。,电源（发电机、变压器等）可能提供的,翻页,返回,S,Q,P,功率 三角形,-功率三角形,5 . 有功功率、无功功率与视在功率间的关系,电压 三角形,翻页,返回,工厂的电器设备多为感性负载（等效为R-L 串联电路），导致功率因数低。,翻页,6. 功率因数的提高,返回,40W,220V日光灯,对发电与供电设备 的容量要求较大,供电局一般要求用户的,翻页,问题,返回,降低，电源发出的有功功率减小，无功功率则相应增大。供电设备有一大部分能量用于与负载间进行交换。,翻页,电路功率因数低带来的问题,返回,提高功率因数的方法,串联还是并联电容？,串联电容不行！影响负载的工作电压。,采取什么方法呢？,翻页,返回,并联电容,减小， 仍呈电感性,呈电容性。,， 同相，,翻页,负载,+,C,返回,并联补偿电容后的效果,用户,发电厂,翻页,返回,翻页,返回,IC=CU,求解并联电容的公式,R,L,C,+,iC,u,i1,IC=I1Sin j 1I Sin j,例：某小水电站有一台额定容量为10kVA的发电机， 额定电压为220V，额定频率f=50Hz，今接一感性负 载,其功率为8kW，功率因数cos 1=0.6，试问： 1. 发电机的电流是否超过额定值？ 2. 若要把电路功率因数提高到0.95，需并多大的电容器？ 3. 并联电容后，发电机的电流是多大？,解：1. 发电机提供的电流,I1,发电机额定电流IN,发电机提供的电流超过了IN，不允许。,解：2. cos 1=0.6 1=53.6o tan 1 =1.33,cos =0.95 =18.2o tan =0.329,3. 并联电容C后，发电机的电流I,接前例：功率因数cos 1=0.6，试问： 2. 若要把电路功率因数提高到0.95，需并多大的电容器？ 3. 并联电容后，发电机的电流是多大？,例：求图示电路中未知电压表和电流表的读数。,电流表读数是10A,电压表读数是141.4V,确定参考相量的原则？,C1,C2,2.3.6 R L C 电路中的谐振,含有电感和电容的电路其电压与电流存在相位差。若调节电源的频率或电路参数，使u、i（总电流）同相，称此电路处于谐振状态。,谐振,翻页,返回,(,),1.R L C 串联谐振,翻页,f,1) 电流达到最大值,谐振电流,即阻抗值最小，电流最大。,谐振时,2）u i 同相位，整个电路呈纯电阻性,翻页,，,，,返回,R,-jXC,jXL,串联谐振,串联谐振电路的特征,(3) 电感和电容两端电压大小 相等相位相反。,当XL=XCR时，电路中将出 现分电压大于总电压的现象。,UC= UL=QU （Q定义公式除I）,串联谐振,例：图示电路中，电感L2=250H，其导线电阻R=20。,1. 如果天线上接收的信号有三个，其频率： f1=820103Hz、f2=640103Hz 、f3=1200103Hz。要收 到fi=820103Hz信号节目，电容器的电容C调变到多大？ 2.如果接收的三个信号幅值均为10V，在电容调变到对f1,第3章 3 10,发生谐振时，在L2中 产生的三个信号电流 各是多少毫安？ 对频率为f1的信号在 电感L2上产生的电压 是多少伏？,例：图示电路中，电感L2=250H，其导线电阻R=20。,解：1.,C=150 pF,要收听频率为f1信号的节目 应该使谐振电路对f1发生谐 振，即,2.,当C=150 pF， L2=250H,时， L2 C电路对三种信号 的电抗值不同，如下表所示,f/Hz,820103,640103,1200103,XL,XC,I=U/,1290,1290,20,0.5,A,1000,1660,660,0.015,1890,885,1000,0.01,UL=(XL/R)U =645 V,其它频率在电感上的电压不 到30 V，而对f1信号则放 大了64.5倍,C=150 pF， L2=250H,2. 并联谐振,电感线圈和电容器并联谐振电路,=, 2LC,1+j RC,R+j L,Z,1,由于 L R，所以,由此可得并联谐振频率,Z=,(R+j L),+(R+j L),L,R,C,+,u,i,i1,iC,并联谐振电路特征,(1) 阻抗模为,(2) 电路呈电阻性。,(3)支路电流可能会大于总电流。,3.10.3 并联谐振,第3章 3 10,比非,谐振情况下阻抗要大，电 流I为最小值。,所以并联谐振又称电流谐振。,Q值越大，谐振时阻抗模越大，选择性也就越强。,例3：,电路如图：已知 R=10 、IC=1A、1 =45 （ u、i1 间的相位角）、=50Hz、电路处于谐振状态。,试计算 I、I1、U、L、C之值，并画相量图。,解：(