正弦交流电路的瞬时功率、平均功率与功率因数、功率三角形、视在功率、无功功率

一、瞬时功率

电路 在任一瞬间吸收的功率称为瞬时功率。 设正弦交流电路输入端口的电压与电流取关联参考方

向,它们分别为 , ,则

式中 为电压与电流的相位差。

二、平均功率与功率因数

瞬时功率的平均值称为平均功率,也称有功功率,用 P 表示,单位为瓦( W )。根据定义可知:

可见: 1) P 是一个常量,不仅与电压、电流有效值有关,还与它们相位差的余弦有关。

2) 式中 称为功率因数,通常用 表示,即 。因为 ,

所以 。

3) 对于纯电阻来说,电压与电流同相, , ;

对于纯电感来说,电压超前电流 , ,所以 ;

而对于纯来说,电压滞后电流 , ,所以 。

      4 )平均功率守恒,即

三、无功功率

正弦稳态 一 端口电路内部与外部能量交换的最大速率定义为无功功率,用字母 Q 表示 ,单位

为 乏 。

可见: 1) Q 也是一个常量,由 U I 及 三者乘积确定。

2)

3 )无功功率也守恒,即

四、视在功率

在技术中,把电路端口电压有效值与电流有效值的乘积称为电路的视在功率,用字母 S 表示,

单位为 伏安( VA ),即

它反映设备的额定容量。

   * 视在功率无物理意义,不满足 守恒定律。

五、功率三角形

P Q S 三者 之间可用三角形联系起来,此三角形称为功率三

角形,如图所示。           

已知某二端口的总电压 V ,总电流 A ,

求该二端口的 P 、 Q 、 S 、及 。

解: W

var

VA

,

一、瞬时功率

电路 在任一瞬间吸收的功率称为瞬时功率。 设正弦交流电路输入端口的电压与电流取关联参考方

向,它们分别为 , ,则

式中 为电压与电流的相位差。

二、平均功率与功率因数

瞬时功率的平均值称为平均功率,也称有功功率,用 P 表示,单位为瓦( W )。根据定义可知:

可见: 1) P 是一个常量,不仅与电压、电流有效值有关,还与它们相位差的余弦有关。

2) 式中 称为功率因数,通常用 表示,即 。因为 ,

所以 。

3) 对于纯电阻来说,电压与电流同相, , ;

对于纯电感来说,电压超前电流 , ,所以 ;

而对于纯来说,电压滞后电流 , ,所以 。

      4 )平均功率守恒,即

三、无功功率

正弦稳态 一 端口电路内部与外部能量交换的最大速率定义为无功功率,用字母 Q 表示 ,单位

为 乏 。

可见: 1) Q 也是一个常量,由 U I 及 三者乘积确定。

2)

3 )无功功率也守恒,即

四、视在功率

在技术中,把电路端口电压有效值与电流有效值的乘积称为电路的视在功率,用字母 S 表示,

单位为 伏安( VA ),即

它反映设备的额定容量。

   * 视在功率无物理意义,不满足 守恒定律。

五、功率三角形

P Q S 三者 之间可用三角形联系起来,此三角形称为功率三

角形,如图所示。           

已知某二端口的总电压 V ,总电流 A ,

求该二端口的 P 、 Q 、 S 、及 。

解: W

var

VA

正弦交流电路的瞬时功率、平均功率与功率因数、功率三角形、视在功率、无功功率

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