2021-2022学年高二物理竞赛课件：交流电的功率

1、交流电的功率12交流电的功率一、瞬时功率和平均功率交流电路中电压与电流之间有相位差， u(t) =U0 cos t , i(t) = I0 cos( t ) 交流电路瞬时功率 瞬时功率由两项组成，第一项是与时间无关常数项，第二项是以二倍频率随时间变化的周期性函数，不能反映用电器总体上消耗的功率。 3平均功率(有功功率) cos功率因数，表示有功功率在UI中所占比率。 在纯电阻电路中， = 0，cos =1， ，表示电源提供给电路的有功功率为最大。 tO 电阻元件的电流、电压与功率有功功率等于电压和电流的有效值与功率因数三者的乘积。4 纯电感或纯电容电路中 = /2, cos =0, 功率瞬时值

2、并不总为零，正值功率的时间与负值功率时间相等负功tO电容正功负功tO电感正功5正值功率的时间长于负值功率的时间一般情况+/2 /2, 1cos0,电源对电路提供的能量大于电路回授给电源的能量负功tO正功6二、视在功率和无功功率或电力设备对外(电路或用电器)提供的功率 有功功率(平均功率) 视在功率(表观功率) S = UI 无功功率 ？加在电路或用电器上有效U和 I的乘积 电路或用电器实际消耗的功率？或 电力设备输出的有效U与I的乘积反映电力设备可能达到的最大功率额定电压*额定电流=额定视在功率或称容量提高 cos ，S不变，增加 发挥现有电力设备的潜力方法？7当电压和电流有相位差 时，可作矢

3、量图I= I cos I= Isin 有功功率可写为 总电流中无论哪个分量在输电线中都有焦耳损耗，有功电流的损耗不可避免， 无功电流的损耗应尽量消除三、有功电流和无功电流无功功率可写为 I称为有功电流I称为有功电流 即 尽量减小 I，减小Isin 提高cosIIIU8复阻抗包括实部和虚部, 实部是电阻, 虚部是电抗。r = Z cos X = Z sin 复阻抗的实部与有功功率相对应，它所消耗的功率就是电路所消耗的功率。通常将复阻抗的实部称有功电阻。利用U =IZ有功功率可写为 四、有功电阻和电抗有功电阻 电抗 复阻抗的虚部不消耗功率只储存功率，储存功率的最大值定义为无功功率，反映电抗元件吞吐

4、功率的能力9视在功率的单位是VA (伏安) 和kVA (千伏安)有功功率的单位是W (瓦)和kW (千瓦)，无功功率的单位是Var (乏)和kVar (千乏) 。 视在功率、有功功率和无功功率三者关系 视在功率也可用阻抗来表示 S = UI = I 2 Z 可得电路的功率因数根据改变电路的电抗X 改变阻抗Z 提高cos通常，对于感抗性负载， 并联或者串联适量电容来提高cos容抗性电感10I例1:电压220V、频率50Hz交流电源供给一感抗性负载以550W的有功功率，功率因数为0.6。问：欲使功率因数提高到1，需串联多大的电容？串联电容器后，电源供给的有功功率为多大？解: (1)LRULURUCUU串联C后，cos=1, =0用矢量图解法 = 0C 已知U, f, P, cos cos=1，求C P 11(2) 串联电容C以后, cos=1, =0有功功率从550W的增加到1530Wcos = 0.6 增加到 cos=1, 12*三、提高功率因数的意义和方法 输电线消耗功率、电路或用电器吸收或获得的功率以及电力系统输出功率，都与功率因数有密切关系。 对于感抗性(或容抗性)负载，总是用并联或串联适量电容(或电感)的方法提高其功率因数。 提高功率因数可减