瞬时功率和平均功率.pptx
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1、 在单口网络工作于正弦稳态的情况下。端口电压和电流是相同频率的正弦电压和电流,即 其瞬时功率为 第1页/共18页 其中=u-i是电压与电流的相位差,瞬时功率的波形如图所示图11-2正弦稳态单口网络的瞬时功率和平均功率第2页/共18页 周期性变化的瞬时功率在一个周期内的平均值,称为平均功率,用P表示,其定义是 由此式看出正弦稳态的平均功率不仅与电压电流有效值乘积UI有关,还与电压电流的相位差=u-i有关,式中的因子cos 称为功率因数。平均功率是一个重要的概念,得到广泛使用,我们通常说某个家用电器消耗多少瓦的功率,就是指它的平均功率,简称为功率。第3页/共18页 下面我们讨论单口网络的几种特殊情
2、况。1.单口网络是一个电阻,或其等效阻抗为一个电阻。此时单口网络电压与电流相位相同,即=u-i=0,cos=1,式(112)变为第4页/共18页 其波形如下图所示。瞬时功率p(t)在任何时刻均大于或等于零,电阻始终吸收功率和消耗能量。此时平均功率的表达式为图11-3 电阻的瞬时功率和平均功率第5页/共18页 2.单口网络是一个电感或电容,或等效为一个电抗。此时单口网络电压与电流相位为正交关系,即 =u-i=90,cos=0,式(112)变为 第6页/共18页 此时平均功率的表达式(11-3)变为 这说明在正弦稳态电路中,任何电感或电容吸收的平均功率为零。图11-4 电感和电容的瞬时功率和平均功
3、率 其波形如图(a)和(b)所示。其特点是在一段时间吸收功率获得能量;另外一段时间释放出它所获得的全部能量。第7页/共18页 3.由RLC元件构成的单口网络,其相量模型等效为一个电阻与电抗的串联或一个电导与电纳的并联。当等效电阻和等效电导为正时,其电压电流的相位差 在-90 到+90 之间变化,功率因数cos 在0到1之间变化。此时瞬时功率p(t)随时间作周期性变化,所吸收的平均功率为 式中的Re(Z)是单口网络等效阻抗的电阻分量,它消耗的平均功率,就是单口网络吸收的平均功率。与此相似,式中的Re(Y)是单口网络等效导纳的电导分量,它消耗的平均功率,就是单口网络吸收的平均功率。第8页/共18页
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