RL 電路電源
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-02-26 16:28:40 | 703 次閱讀
在電感 和電阻組成的串聯(lián)電路中,電流滯后電壓的角度()小于 90°。圖 1 顯示了 RL 電路的典型電壓和電流波形,以及電路中的功率波形。功率波形是通過(guò)將電壓和電流的瞬時(shí)值相乘得出的。


在t 1 到t 2期間, i 和e 都是正值,因此冪p 在整個(gè)時(shí)間內(nèi)保持正值。t 2 至t 3期間,i為正數(shù),e為負(fù)數(shù);因此,i和e的乘積為負(fù),功率波形位于零線以下。t 3之后,電流和電壓均為負(fù)值,直到t 4為止。因?yàn)?ei 是正數(shù),所以從t 3 到t 4冪再次為正。
功率波形清楚地表明,向電路提供的正功率多于負(fù)功率。這是可以預(yù)料的,因?yàn)楣β试陔娮柚邢模峁┙o電感的平均功率保持為零。提供給電路的平均功率可以用功率波形上顯示的虛線表示。 現(xiàn)在考慮串聯(lián) RL 電路的相量圖,如圖 2 所示。電流 I 滯后于施加的電壓 E 角度 。電阻兩端的電壓 (E R ) 與 I 同相,因此 E R 也滯后 E 角度 。電感兩端的電壓為 E L,它以 90° 的角度超前電流。E R 和E L的相量 和給出了電源電壓E,如圖所示。

由于功率僅在電阻組件中耗散,因此電路功率為 \(P=I\times(電壓\,in\,phase\,with\,I),或\,P=EI\,cos\,cos\菲\)。
當(dāng)然,RL 電路中真正消耗的功率是電阻器中消耗的功率。所以,真正的力量是
\[P=E_{R}\乘以I\]
并從圖2
\[E_{R}=E\,cos\,cos\Phi\]
給予
\[P=(E\,cos\,cos\Phi)\乘以 I\]
或者說(shuō)真正的力量是
\[P=EI\,cos\,cos\Phi(1)\]
無(wú)功功率是感應(yīng)電壓和電流 E L 和 I L的乘積。
從圖2
\[E_{L}=E\,sin\,sin\Phi\]
和
\[I_{L}=I\]
所以
\[Q=EI\,sin\,sin\Phi(var)(2)\]
如果將 RL 電路中的電源電壓 E 與測(cè)量到的電流 I 相乘,則乘積既不是有功功率也不是無(wú)功功率。然而,它確實(shí)給出了一個(gè)似乎是提供給電路的功率的量。術(shù)語(yǔ)視在功率 (S) 應(yīng)用于該量,視在功率的單位為伏安 (VA):
視在功率
\[S=EI(3)\]
其中 S 是視在功率,E 和 I 是電源電壓和電流的有效值。
實(shí)施例1
在提供 50 V 電壓的串聯(lián) RL 電路中,測(cè)得的電流為 100 mA,相位角為 25°(圖 3)。計(jì)算提供給電路的視在功率、無(wú)功功率和真實(shí)功率。
解決方案
公式3
\[S=EI\,伏安=50V\times100mA=5VA\]
等式2
\[Q=EI\,sin\,sin\Phi\,var=50V\times100mA\times{\Big(}sin\,sin\,25\ Degree{\Big)}\approx2.1var\]
公式1 \[P=EI\,cos\,cos\Phi 瓦=50V\times100mA\times{\Big(}cos\,cos\,25\度{\Big)}\約4.5W\]

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