电路基础知识汇总(精华)

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正弦量的相量表示法

相量的意义

用复数的模表示正弦量的大小,用复数的辐角来表示正弦量初相位。相量就是用于表示正弦量的复数。为与一般的复数相区别,相量的符号上加一个小圆点。

最大值相量

用复数的模表示正弦量的最大值。

有效值相量

用复数的模表示正弦量的有效值。

注意问题

正弦量有三个要素,而复数只有两个要素,所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位,没有表示出交流电的周期或频率。相量不等于正弦量。

用相量表示正弦量的意义

用相量表示正弦后,正弦量的加减,乘除,积分和微分运算都可以变换为复数的代数运算。相量的加减法也可以用作图法实现,方法同复数运算的平行四边形法和三角形法。

交流电路的功率

  • 瞬时功率:p=ui=UmIm·sin(ωt+φ)·sinωt=UIcosφ-UIcos(2ωt+φ)。
  • 平均功率:P=UIcosφ平均功率又称为有功功率,其中 cosφ称为功率因数。电路中的有功功率也就是电阻上所消耗的功率。
  • 无功功率:Q=ULI-UCI= I2(XL-XC)=UIsinφ电路中的无功功率也就是电感与电容和电源之间往返交换的功率。
  • 视在功率:S=UI 视在功率的单位是伏安(VA),常用于表示发电机和变压器等供电设备的容量。
  • 功率三角形:P、Q、S组成一个三角形,其中φ为阻抗角。

电路的功率因数

功率因数的意义

功率因数就是电路的有功功率占总的视在功率的比例,从功率三角形中可以看出功率因数。

功率因数高,则意味着电路中的有功功率比例大,无功功率的比例小。

功率因数低的原因

  • 生产和生活中大量使用的是电感性负载异步电动机,洗衣机、电风扇、日光灯都为感性负载。
  • 电动机轻载或空载运行(大马拉小车),异步电动机空载时cosφ=0.2~0.3,额定负载时cosφ=0.7~0.9。

提高功率因数的意义

在电感性负载两端并联电容可以补偿电感消耗的无功功率,提高电路的功率因数。

  • 提高发电设备和变压器的利用率:发电机和变压器等供电设备都有一定的容量,称为视在功率,提高电路的功率因数,可减小无功功率输出,提高有功功率的输出,增大设备的利用率。
  • 降低线路的损耗:当线路传送的功率一定,线路的传输电压一定时,提高电路的功率因数可减小线路的电流,从而可以降低线路上的功率损耗,降低线路上的电压降,提高供电质量,还可以使用较细的导线,节省建设成本。

文章来源:微信公众号 面包板社区

  • 本文由 发表于 2020年10月13日
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