电路分析的基础知识.ppt

文档介绍：§2 功率因数及其提高
提高功率因数的意义:
提高功率因数,可提高设备的利用率。
如:S=1000KVA的设备(发电机)。
设:负载的=1时,P=1000KW,可带100台10KW电动机工作。
负载的=,P=800KW,可带80台10KW电动机工作。
负载的=,P=500KW,可带50台10KW电动机工作。
可见,功率因数越高,设备利用率越高。
提高功率因数,可减少传输线的功率损耗。
线路损耗电阻
P为网络的
有功功率
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第一章电路分析的基础知识
提高功率因数的措施
并联电容器可提高功率因数
特点:总电流 I 减小,负载功率P不变(并联电容对负载无影响)
感
性
负
载
用相量图说明
并联电容前1, 并联电容后,
显然, < 1, 故: cos>cos1
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第一章电路分析的基础知识
提高功率因数的物理解释
从无功功率来解释:
外电源提供
有功功率和
无功功率
无电容时,感性负载的
无功功率由电源提供,
故要与外电源交换能量。
感
性
负
载
吸收无功功率
贮能元件贮能时,
外电源向网络输送能量
贮能元件的贮能返
回给外电源
电容提供无功功率
感性负载的无功功率
部分由电容提供,即
部分能量交换与电容进行
感性负载的无功功率
部分由电源提供,即
部分能量交换与电源进行
功率因数越高,负载与
外电源交换能量就越少。=1时,
无需与电源交换能量;即负载
的无功功率全部由电容提供。
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第一章电路分析的基础知识
电容值的计算
设:感性负载的有功功率为 P,功率因数为 cos1 ;
接电容器后要使功率因数提高到 cos。
根据功率三角形:
原感性负载的无功
功率:Q1 = P tg1
并联电容后的无功
功率:Q = P tg
应补偿的无功功率:
QC = Q1 - Q = P(tg1-tg)
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第一章电路分析的基础知识
应用场合
电力系统:
在电力系统中,提高功率因数具有重大的经济价值,cos。
电子系统:
在电子系统、通讯系统中,往往不考虑功率因数。而是考虑负载吸收的最大功率。因为通讯系统中的信号源都是弱信号。
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第一章电路分析的基础知识
例 1
如图所示的一段正弦稳态电路,
已知,
=103rad/s, AB段电路消耗的平均
功率P=10W,电容C=1F,则这段
电路的功率因数是________。

S
Q
P
功率三角形
由功率三角形可知:=45°
故有:cos=
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第一章电路分析的基础知识
例 2
电路如图所示,u=100cos100t V, 若负载(感性)的平均功率及无功功率分别
为6W和8 Var。如要求对电源呈现功率因数为1的总负载,应并联的电容C=______。
(A)6F (B)8F (C)12F (D) 16F
D
负
载
+
-
u
C
查公式
要使功率因数为1,电容的无功功率必须与负载的无功功率完全补偿。即
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第一章电路分析的基础知识
例 3
电路如图所示,图中电容C的作用是提高功率因数,若去掉C,则电流表的读数_______,电路的总有功功率
______视在功率______。
(A)增加(B)减少(C)不变
C
A
C
A
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第一章电路分析的基础知识
例 4
电路如图所示,已知U=120 V, I=10A,负载功率因数=(感性), 若电源电压不变,而在负载两端并联一个电容C,,则此时的视在功率S=_________。
900VA
负载的有功功率为 P=12010=720W