正弦稳态电路的瞬时功率与均匀功率
图1(a) 表小 — 个 恣意的无源二端网络,设端口电压为 ,电流为
,不管电压、电流的波形怎么,网络在任一瞬时吸收的功率,即瞬时功率
,等于网络端口瞬时电压与瞬时电流的乘积: 图 1 恣意的无源二端网络
( 1 )
关于正弦电流电路而言,电压与电流是同频率的正弦时刻函数,但在相角上,通常有所差异。设
则 ( 2 )
式中 为电路输入端电压超前于电流的相角差,即电路的等效阻抗
的隔角
。
二端网络吸收的均匀功率 (average power)( 简称功率 ) 等于上述瞬时功率在— 周期内的均匀值,故均匀功率
或 ( 3 )
如前所述,式中 以为二端网络输入端电压超前于电流的相角,即二端网络端口等效阻抗的辐角。式 〔 3) 标明,二端网络吸收的均匀功率等于它所吸收的瞬购功率的伤定重量,当己知一端网络端口电压和电流的寄存值 ( 或幅值 ) 以及电压超前十电流的相角时,即可按式 (6—7—3) 核算二端网络吸收的均匀功率。
关于正弦电流电路中的电感元件或电容元件来说,因为端口电压与电流间 的 相角差 为 ,即
元件吸收的均匀功率
( 4 )
即不管电压幅值及电流幅值多大,电感元件与电容元件吸收的均匀功率恒等于零。但瞬时功率却并非恒等于零。。依据式 (2) 可得 ( 5 )
即瞬时功率 P(t) 仅含简 谐 重量、其值可正可负:这标明,尽管就任一瞬时来看,电感元件与电容元件或是从电源取得能量,或是将能量反送回电源,但在任 — 周期内,元件取得的总能量等于它开释出的总能量。这恰是由 佬 能元件只能贮存能量而不能耗费能量的特性所挑选的。
关于正弦电流电路中的电阻元件来说,因为端口电压与电流同相,即
元件吸收的均匀功率 ( 6 )
而其瞬时功率
( 7 )
这标明。不只电阻元件吸收的均匀功率恒为正值,并且它在任何瞬时吸收的瞬时功率也 个 或许变成负值。这恰是由线性正值电阻元件只能耗费能量间不或许开释能量的特性所挑选的。
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