理论教育 电感元件功率特性分析

电感元件功率特性分析

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-27画出了电感元件的瞬时功率曲线。电感元件不断地与电源交换能量,在一个周期内,吸收和释放的能量相等,即平均功率为零。

电感元件功率特性分析

1.瞬时功率

设流过电感元件的电流为iL=ILmsin ω t

则在关联参考方向下,电感元件两端的电压为

电感元件上吸收的瞬时功率为

式(4.25)说明电感元件的瞬时功率p也是随着时间按正弦规律变化的,其频率为电流频率的两倍。图4-27画出了电感元件的瞬时功率曲线。

2.平均功率(有功功率)

图4-27 电感元件的功率曲线

在一个周期内,瞬时功率的平均值为零,说明电感元件不消耗能量,但并不意味着电感元件不从电源获取能量。由图4-27可看到,在第一及第三个1/4周期内,瞬时功率为正值,这一过程实际是电感元件将电场能转换为磁场能存储起来,从电源吸取能量;在第二及第四个1/4周期内,瞬时功率为负值,这一过程实际是电感元件将磁场能转换为电场能释放出来。电感元件不断地与电源交换能量,在一个周期内,吸收和释放的能量相等,即平均功率为零。这说明电感元件不是耗能元件,而是“储能元件”。

3.无功功率

瞬时功率的最大值叫作电感元件的无功功率(reactive power),用QL表示,用来衡量电感元件与电源间进行能量交换的最大速率。

(www.daowen.com)

无功功率与有功功率在形式上是相似的,但无功功率不是消耗电能的速率,而是交换能量的最大速率。为了区别无功功率和有功功率,将无功功率的单位定义为“乏尔”,简称乏(var),工程上还用到千乏(kvar)。

例4.12 已知一个电感L=2 H,接在的电源上。求:

(1)电感元件的感抗XL

(2)关联参考方向下的流过电感的电流iL

(3)电感元件上的无功功率QL

解:(1)根据式(4.22),电感元件的感抗为

(2)电压的相量为

根据式(4.24),流过电感的电流的相量为

(3)QL=ULIL=(220×0.35) var=77 var

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