理论教育 R、L、C串联电路中的功率传递优化方案

R、L、C串联电路中的功率传递优化方案

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:因为电压UR承担电路的有功消耗,故称为电压的有功分量。故电源供给的总功率为由功率三角形得PR=URI=I2R=ScosφQ=UXI=ULI-UCI=I2XL-I2XC=Ssinφ从此得出其中cosφ是电路的功率因数。功率因数越高,表示在电源和电路之间传递的无功能量越少。

R、L、C串联电路中的功率传递优化方案

1.电源送给电阻R的功率

电流通过电阻时,要有I2R消耗。这个功率消耗由电源供给,故称为有功功率;其数值为电阻两端电压UR和电流I的乘积,即URI。因为电压UR承担电路的有功消耗,故称为电压的有功分量。

2.电感和电容与电源之间功率的传递

在串联电路中流过的电流I是相同的,但L和C两端的电压的相位是反相的。所以,当电源向电感L中输送无功功率QL=ULI之际,恰是电容器C向电源反送无功率QC=UCI之时,因此,电容C和电感L之间先进行交换,QC将QL抵消一部分,所余下的无功功率为

QX=QL-QC=ULI-UCI=I(UL-UC)=UXI

再由电源和电路之间进行交换,交换这部分无功功率由UX和I负担,故UX称为电压无功分量。

由此可见,电源既要供给电路有功功率PR,还要供给无功功率QX。但PR=URI,由于UR和I都是横轴量,所以PR为横轴量;而QX=UXI,UX为纵轴量,所以QX为纵轴量。故电源供给的总功率为

由功率三角形得(www.daowen.com)

PR=URI=I2R=Scosφ

Q=UXI=ULI-UCI=I2XL-I2XC=Ssinφ

从此得出

其中cosφ是电路的功率因数

3.功率因数的物理意义

功率固数的物理意义是,电路消耗的有功功率占电源供给总功率S的百分之多少。功率因数越高,表示在电源和电路之间传递的无功能量越少。因此,在电力工程中希望cosφ越高越好。

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