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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与时间无关项与时间有关项
,频率为 2 倍频时间的函数
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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222
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电压电流有效值
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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
1co s0
,
22
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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
c o sSP?
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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|| II
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无功电流有功电流
I
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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
s i ns i n SUIUIP无功
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 9 0 0 06.0c o s 则若,?
KWP 120008.0c o s 则若,?
提高功率因数可减少输电耗能
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PI?
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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2005.5 北京大学物理学院王稼军编功率因数
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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
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平均功率又叫有功功率，单位：瓦、千瓦
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2005.5 北京大学物理学院王稼军编有功电阻与电抗
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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）
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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 9 0 0 06.0c o s 则若,?
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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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