当前课程知识点：电路原理 > 第八章 正弦稳态电路分析 > 18.3视在功率和功率因数1 > 18.3视在功率和功率因数1
同学们好
今天我们开始学习
正弦稳态电路的视在功率及功率因数
我们从以下几个方面来学习这个部分的知识
一、视在功率的定义
二、功率因数的定义
三、从实际例子中理解视在功率
与功率因数的物理意义
最后通过典型例题来巩固理解这部分知识
我们首先来了解一下它们的定义
视在功率的定义
这是一个正弦稳态电路的相量模型
R是它的电阻
jX是它电抗的部分
而对于这样一个网络
它的端口电压和电流的相量形式分别是I和U
那视在功率的表达式我们就写成
S=UI
注意这里的U和I是有效值
单位伏安
这里是为了和前面的
有功功率和无功功率的单位相区别
那么我们来看一下我们的视在功率
和我们前面所学的有功功率
无功功率是一个什么关系呢
我们写出有功功率的表达式P= UIcosφ
这里的UI就是S
所以P可以写成S cosφ
而Q=UIsinφ
所以又可以写成Q= S sinφ
那我们把它们三个画成一个相量图
画出来我们可以看到
P和Q
就是这样一个功率三角形的直角边
S就是它的斜边
那斜边和直角边的关系
也就是我们的视在功率和有功功率
无功功率的关系
根据勾股定理立刻就可以写出来
S=根号下p平方+Q平方
那视在功率的物理意义是什么呢
通常它反映电气设备的容量
和电源部分所提供的功率
也就是说
视在功率提供了电路中的总功率
而一些被电阻消耗掉了既是有功功率
而另一些被电容电感存起来了既是无功功率
后面我们会通过一个实际例子
再来说明三者之间的关系
接下来我们来了解一下功率因数的定义
功率因数我们定义为
λ=cosφ
φ =Ψu-Ψi
在这里我们又把它称之为功率因数角
在前面学习阻抗的时候
我们知道φ 又称之为阻抗角
当然它也是我们的相位差
接下来
我们通过功率三角形
来进一步了解一下φ的定义
我们都知道当功率因数cosφ=1的时候
它应该表示一个纯电阻
因为电阻的相位差等于零
代进去cosφ=1
而当cosφ=0的时候
它应该表示一个纯电抗
因为感抗的φ等于90度
而容抗的Φ等于负的90度
所以算出来等于零
而对于我们的一个一般电路来说
cosφ的取值范围应该在哪儿呢
对了
应该是在0到1之间
当然我们也知道
对于我们任意一个电路
当cosφ在0到1之间的时候
我们φ的角度会有三种情况
大于0小于0或是等于0的情况
它分别对应了我们电路的三个性质
接下来我们就来看一下
这三个性质和我们功率因数之间的一个关系
当X > 0
φ > 0时
那这个时候电路应该呈什么性呢
对了
应该呈感性
那这个时候
我们把cosφ就称之为滞后功率因数
这里的滞后是指电流滞后于电压
所以感性的时候
我们的功率因数一定是一个滞后的功率因数
第二种情况
当X < 0
φ < 0
电路呈容性
而I和U的关系应该是
I超前于U
所以我们把这个时候的功率因数
称之为一个超前的功率因数
第三种情况就是
φ=0的时候
X=0
这时电路呈阻性
这时功率因数算出来应该等于1
把 φ=0代进去
I和U的关系应该是同相
接下来我们来看一个例子
已知cosφ= 0.5
滞后
那这里滞后表示什么意思呢
我们都知道当cosφ= 0.5时
我们的φ的角度可能是两个角度
一个是60度一个是负的60度
那也就是说如果不说明清楚的话
我们无法去判断
现在电路到底呈一个什么性质
所以我们必须在功率因数后面标注
当它是滞后的时候
我们知道
这个时候φ 算出来应该是一个正的角度
60度说明现在的电路应该呈感性
-1.1 电路模型
--1.1 电路模型
-1.2 电路变量
--1.2 电路变量
-1.3 参考方向
--1.3 参考方向
-1.4功率
--1.4功率
-2.1 电阻元件
--2.1 电阻元件
-2.2 理想电源元件
-2.3 受控源元件
-3.1基尔霍夫电流定律
-3.2基尔霍夫电压定律
-3.3基尔霍夫定理综合应用习题
-电路基础知识与定律---本章节练习1（电路基础知识）
-电路基础知识与定律---本章节练习2（电路元件）
-电路基础知识与定律---本章节作业3（基尔霍夫定律）
-4.1 等效基本概念
-4.2 电阻串联及等效变换
-4.3 电阻并联及等效变换
-4.4电阻混联等效变换
-4.5 电阻的∆—Y 变换
-4.6∆—Y等效变换基本总结
-4.7含受控源二端网络的等效变换
-5.1 理想电源等效分析
-5.2 理想电源等效例题分析
-5.3实际电源等效分析
-5.4实际电源等效变换例题讲解
-第二章 电路等效分析1--电阻等效章节练习
-第二章 电路等效分析2--电源等效变换章节练习
-6.1电阻电路的一般分析方法导入
-6.2节点电压法-基础分析
-6.3节点电压方程的标准化
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理1
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理2
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理3
-7.1回路电流法--基本分析
-7.2回路电流法方程的标准化
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理1
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理2
-第三章 电阻电路的一般分析法1--节点电压法本章节练习
-第三章 电阻电路的一般分析法2--回路电流法本章节练习
-8.1叠加定理1
--8.1叠加定理1
-8.1叠加定理2
--8.1叠加定理2
-9.1戴维南定理
--9.1戴维南定理
-9.2戴维南定理例题
-9.3诺顿定理
--9.3诺顿定理
-9.4最大功率传输定理
-9.5戴维南定理习题讲解
-第四章 电路定理1--叠加定理章节练习
-电路定理2--戴维南/诺顿定理章节练习
-10.1 电容元件
-10.2电感元件
--10.2电感元件
-10.3电容电感的串并联
-10.4小结
--10.4小结
-11.1 动态电路基础知识
-11.2动态电路方程列写
-第五章 本章节练习1--电容电感元件
-第五章 本章节练习2--动态电路基础知识
-12.1换路定律
--12.1换路定律
-12.2 初始值计算
-12.2初始值计算例2
-13.1一阶动态电路经典解法-微分方程求解
-13.2一阶动态电路经典解法---电路全响应分析
-13.3一阶动态电路经典解法---时间常数
-13.4一阶动态电路的三要素法1
-13.4一阶动态电路的三要素法2
-13.5三要素法例题1
-13.5三要素法例题2
-13.6零输入响应和零状态响应
-13.7动态电路小结
-第六章 本章节练习1--动态电路初始值计算
-第六章 本章练习2--一阶动态电路经典解法
-第六章 本章节练习3--一阶动态电路的三要素法
-第六章 本章节练习4--零输入响应与零状态响应
-14.1正弦量基础知识1
-14.1正弦量基础知识2
-14.2相量法的引入1
-14.2相量法的引入2
-14.3相量运算与旋转因子
-15.1（1）元件约束的相量形式
-15.1（2）元件约束的相量模型
-15.2 基尔霍夫定理的相量形式
-15.3相量图
--15.3相量图
-16.1复阻抗与复导纳
-16.2阻抗的串并联连接
-第七章 本章节练习1--正弦量基础知识
-第七章 本章节练习2--元件约束和拓扑约束的相量形式
-第七章 本章节练习3--阻抗和导纳
-正弦稳态电路基础知识讲义2--元件约束与拓扑约束的相量形式
-17.1 正弦稳态电路的相量分析法
-18.1瞬时功率
--18.1瞬时功率
-18.2有功功率和无功功率
-18.3视在功率和功率因数1
-18.3视在功率和功率因数2
-18.4正弦稳态最大功率传输
--第八章 正弦稳态电路的功率分析--章节练习
-第八章 正弦稳态电路的分析--章节练习
-19.1频率响应与网络函数
-19.2滤波器
--19.2滤波器
-20.1谐振基本知识
-20.2RLC串联电路谐振
-20.3RLC串联谐振的品质因数
-20.4 RLC并联谐振
-第九章 电路的频率响应--章节练习
-21.1互感基础知识
-21.2同名端
--21.2同名端
-21.3耦合电感的电压电流
-22.1互感的去耦等效分析1
-22.1互感的去耦等效分析2
-22.1互感的去耦等效分析3
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算1
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算2
-24.1空心变压器
-24.2理想变压器
-24.3含理想变压器电路的分析计算
-第十章 互感与变压器--章节练习
-25.1三相电路基本概念1
-25.1三相电路基本概念2
-25.2对称三相电路的相线关系1
-25.2对称三相电路的相线关系2
-25.3对称三相电路的电路分析1
-25.3对称三相电路的电路分析2
-25.4三相对称电路的功率1
-25.4三相对称电路的功率2
-26.1非正弦周期信号的分解
-26.2非正弦周期信号的有效值及平均功率
-26.3非正弦周期电路的稳态分析
-第十一章 本章节练习1--三相电路
-第十一章 本章节练习2--非正弦周期稳态电路
