下面我们讨论单口网络的几种特殊情况。 1.单口网络是一个电阻,或其等效阻抗为一个电阻。 此时单口网络电压与电流相位相同,即0, c0s91,式(11-2)变为 p(t)=UⅡ+UⅡcos(2ot+2yw.)
( ) cos cos(2 2 ) p tp(t)UIUI UIUIcos(2 tt2uu ) 下面我们讨论单口网络的几种特殊情况。 1. 单口网络是一个电阻,或其等效阻抗为一个电阻。 此时单口网络电压与电流相位相同,即=u -i =0, cos=1,式(11-2)变为
其波形如下图所示 UI u 0 图11-3电阻的瞬时功率和平均功率 瞬时功率(①)在任何时刻均大于或等于零,电阻始终吸 收功率和消耗能量。此时平均功率的表达式为 P=U=IR= (11-4) R
其波形如下图所示。 (11 4) 2 2 R U P UI I R 瞬时功率p(t)在任何时刻均大于或等于零,电阻始终吸 收功率和消耗能量。此时平均功率的表达式为 图11-3 电阻的瞬时功率和平均功率
p(t)=UI coso+Ul cos(2ot+2w-p)(11-2) 2.单口网络是一个电感或电容,或等效为一个电抗。 此时单口网络电压与电流相位为正交关系,即" %±90°,c0sg0,式(11-2)变为 pL(t)=UI cos2@t+2w-90) =UI sin(2ot+2yw.)) pc(t)=UI cos2ot+2w+90) =UI sin(2ot+2w.-180°)
( ) cos cos(2 2 ) (11 - 2) p t UI UI t u sin(2 2 180 ) ( ) cos(2 2 90 ) sin(2 2 ) ( ) cos(2 2 90 ) u C u u L u UI t p t UI t UI t p t UI t 2. 单口网络是一个电感或电容,或等效为一个电抗。 此时单口网络电压与电流相位为正交关系,即 =u - i =90, cos=0,式(11-2)变为
其波形如图(a)和b)所示。其特点是在一段时间吸收功 率获得能量;另外一段时间释放出它所获得的全部能量。 (a) (b) 图11-4电感和电容的瞬时功率和平均功率 此时平均功率的表达式(11-3)变为 P=UIc0s±90)=0 11-5) 这说明在正弦稳态电路中,任何电感或电容吸收的平 均功率为零
此时平均功率的表达式(11-3)变为 cos(90 ) 0 (11 5) P UI 这说明在正弦稳态电路中,任何电感或电容吸收的平 均功率为零。 图11-4 电感和电容的瞬时功率和平均功率 其波形如图(a)和(b)所示。其特点是在一段时间吸收功 率获得能量;另外一段时间释放出它所获得的全部能量
3.由无源RLC元件构成的单口网络,其相量模型等效 为一个正值电阻与电抗的串联或一个正值电导与电纳的并 联。其电压电流的相位差0在-90°到+90°之间变化,功率因 数c0sp在0到1之间变化。 此时瞬时功率()随时间作周期性变化,所吸收的平均 功率为 P=UI coso=I'Re(Z)=URe(Y) (11-6) 式中的Re(Z是单口网络等效阻抗的电阻分量,它消耗 的平均功率,就是单口网络吸收的平均功率 与此相似,式中的Re()是单口网络等效导纳的电导分 量,它消耗的平均功率,就是单口网络吸收的平均功率
3.由无源RLC元件构成的单口网络,其相量模型等效 为一个正值电阻与电抗的串联或一个正值电导与电纳的并 联。其电压电流的相位差在-90到+90之间变化,功率因 数cos在0到1之间变化。 此时瞬时功率p(t)随时间作周期性变化,所吸收的平均 功率为 cos Re( ) Re( ) (11 6) 2 2 P UI I Z U Y 式中的Re(Z)是单口网络等效阻抗的电阻分量,它消耗 的平均功率,就是单口网络吸收的平均功率。 与此相似,式中的Re(Y)是单口网络等效导纳的电导分 量,它消耗的平均功率,就是单口网络吸收的平均功率