2005.5 北京大学物理学院王稼军编
交流电功率 p397 5-56,57,59,60,62
? 瞬时功率和平均功率
? 瞬时功率：某一瞬时电压与电流的乘积
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关项
与时间
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为 2 倍
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2005.5 北京大学物理学院王稼军编
平均功率
? 瞬时功率在一个周期内的平均值
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不仅与
峰值还
与相位
差有关
2005.5 北京大学物理学院王稼军编
纯电阻元件
? 电阻元件总是从电源吸取电能并把
它转化为热能
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形式上与直流
电功率公式完
全一样
2005.5 北京大学物理学院王稼军编
纯电感元件
? 纯电容元件在电路中不消耗电能，只与电源交换能量
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纯电容元件
? 纯电感元件在电路中不消耗电能，只与电源交换能量
2005.5 北京大学物理学院王稼军编
普遍情况
? P(t)时正，时负，在一个周期内,P>0的时
间比 P<0 的时间长，即有一部分能量消耗
在电路上
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吸收热量 > 释放热量
2005.5 北京大学物理学院王稼军编
功率因数
? 视在功率
? 电压有效值 U和电流有效值 I的乘积, 也叫表
观功率, 记作 S≡UI
? 单位,伏安, 千伏安
? 如一台发电机的额定电压为 10千伏, 额定电流
为 1500安, 则它的容量为 S=UI=15000千伏安
? 但这不等于输送到电力系统的实际功率
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功率因数
?功率因数的大小决定于电路的性质
2005.5 北京大学物理学院王稼军编
有功电流和无功电流
? 由于电压和电流之间有相位差 cos? ? 1
? 因此总电流可以分解成平行于电压和垂直
于电压的两个量
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无功电流
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? 只有有功电流对实际功率有贡献，从电流
的角度来看，实际提供给用电器能量的是
总电流的有功分量，在总电流一定的情况
下有功电流大小直接与 cos? 的大小有关
2005.5 北京大学物理学院王稼军编
有功功率和无功功率
? 平均功率又叫有功功率，单位：瓦、千瓦
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? 无功功率：无功电流提供的功率
? 单位：乏、千乏
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? 视在功率是两者的矢量和
三者构成功率三角形
2005.5 北京大学物理学院王稼军编
有功电阻与电抗
? 一个电路的复阻抗
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有功电阻 电抗
? 电导与电纳
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电导 电纳
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2005.5 北京大学物理学院王稼军编
例题,已知 R,U1,U2,U（测得）
求抗流圈所消耗的功率和抗流圈
的等效串联电阻
? 矢量图解：
? 与一般的矢量图画法不同，设抗
流圈上的电压 U2与电流（总电流）
的相位差为，画出电压三角形
? 用余弦定理求出功率因数
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2005.5 北京大学物理学院王稼军编
提高功率因数的意义
? 提高功率因数可充分发挥电器设备潜力
? 例,一台发电机装机容量为 S＝ 15000千伏安
KWP 90006.0c o s ?? 则若,?
KWP 1 2 0 0 08.0c o s ?? 则若,?
? 提高功率因数可减少输电耗能
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一定
越大
I越小，输电线
上的电能损失
越小，因为无
功电流对传输
能量无贡献
2005.5 北京大学物理学院王稼军编
提高功率因数的方法
? 日光灯附有镇流器，为 L,R串联电
路，一般 cos? ＝ 0.4，如何提高 cos?？
? 只要并联适当的电容 C，使电路的
cos?＝ 1,这样做，可以使日光灯外部
输电线和电源中的电流没有无功分
量
? 例：把日光灯（ 40瓦）
cos? ＝ 0.9，要并联多大的电容？
? 已知电压 U=220伏,f=50Hz
? 电容不消耗有功功率，所以并联电
容后，总功率不变，电压不变
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2005.5 北京大学物理学院王稼军编
? 思考题：为什么不用串联一个电容来提高功率 因数？
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功率因数
? 视在功率
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? 单位,伏安, 千伏安
? 如一台发电机的额定电压为 10千伏, 额定电流
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?功率因数的大小决定于电路的性质
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有功电流和无功电流
? 由于电压和电流之间有相位差 cos? ? 1
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? 平均功率又叫有功功率，单位：瓦、千瓦
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