电工（阻抗、容抗）讲课资料

电工（阻抗、容抗）讲课资料 电容?在纯电容电路中，接通电源时，电源的电压使导线中自由电荷向某一方向作定向运动，由于电容器两极板上在此过程中电荷积累而产生电势差，因而反抗电荷的继续运动， 这样就形成容抗。 ?对于带同样电量的电容器来说，电容越大，两板的电势差越小，所以容抗和电容成反比。交流电频率越高，充、放电进行得越快，容抗就越小。所、以容抗和频率也成反比。即Xc=1/ωC。 ?在理想条件下，当ω=0，因为Xc=1/ωC，则Xc趋向无穷大，这说明直流电将无法通过电容，所以电容器的作用是“通交，隔直”。在交流电路中，常应用容抗的频率特性来“通高频交流，阻低频交流”。 ?在纯电容的电路中，电容器极板上的电量和电压的关系式是q=CU。同时在?t时间内电容器极板上电荷变化为?q所以电路中电流为I=?q/?t，在电容电路中电容的基本规律是I=C??u/?t。由于正弦交流电在一周期内的电压作周期变化，所以电压的变化率(?u/?t)是在改变的。由此得出，当电压为零时，其电压变化率(?q/?t)为最大，电路中电流也最大。反之，当电压为最大值时，其电压变化率(?u/?t)为零，电流也为零。所以电路中电流的相位超前于电容两端电压的π/2。 ?在纯电容电路中的电容不消耗电 将电源的电能转换成电场能，在放电过能。因为在充电过程中，电容器极板间建立了电场 程中，电场逐渐消失，储藏的电场能又转换为电能返回给电源。所以纯电容电路的有功功率为零，对外不作功，而无功功率的最大值QL=(I^2)Xc。 du当电容充电时， 电容吸收电能 u,0,,0,i,0,q,dt du当电容放电时， 电容发出功率 u,0,,0,i,0,q,dt 电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心 、毫亨利 (mH)、微的，也可以包含铁芯或磁粉芯，简称电感。用L示，单位有亨利(H)亨利(uH)，1H=10^3mH=10^6uH。 电力系统的有功功率和无功功率 功率分三种功率，有功功率P、无功功率Q和视在功率S。 电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 三种功率和功率因素cosΦ是一个直角功率三角形关系:两个直角边是有功功率、无功功率，斜边是视在功率。 有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。 三相负荷中，任何时候这三种功率总是同时存在: 视在功率S=UI 有功功率3 P=1.732UIcosΦ 无功功率Q=1.732UIsinΦ 功率因数cosΦ=P/S sinΦ=Q/S 在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种;一种是有功功率，一种是无功功率。 有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如:5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒;各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示，单位有瓦特(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。 无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备， 瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40 耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。 无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。为了形象地说明这个问题，现举一个例子:农村修水利需要开挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢? 在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。 无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在: (1)降低发电机有功功率的输出。 (2)降低输、变电设备的供电能力。 (3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。 (4)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。 从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。 容抗和阻抗 在正弦稳态交流电路中，存在三种阻值:R，jwL，1/jwC 可以组成三种不同的状态:纯阻性，感性，容性 在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。 阻抗是统称，包括电阻值，感抗和容抗。容抗是其中的一种，仅仅取决于电路的频率和此电容的大小。如果你所说的阻抗是整个电路的总的阻抗，那么其总阻抗的计算则需要电路的组成方式。 比如说，电阻与电容串联，容抗增大，则总的阻抗增大。但是在有电感的情况下，可能总的阻抗反而减小，甚至发生谐振。所以两者之间并没有明确的关系，需要计算的。 P=U线I线CosΦ 3 P=3U相I相CosΦ 对于星形接法:U线,U相， I线,I相 3 对于角形接法:U线,U相， I线,I相 3 这些公式肯定你很熟悉，关键是要理解清楚测得(或给出)的电流、电压是线或相的问题。 在实际三相负荷电路中，由于负荷外部电源测量的方便，如果是星形接法，电压一般是指 线电压，如果是角形接法，电流一般是指线电流，因此均用第一个计算公式(倍)。如3果有特殊情况，均为相电压和相电流，那么必须用第二个计算公式了(3倍关系) 一根电阻为R的导线，从中对折并接入线路，它的电阻为(B) A、R/2 B、R/4 C、R/6