有没有非纯电阻与纯电阻电路功率计算经典例题及其详

2022-07-25 社会 65阅读
(1)纯电阻电路
在纯电阻电路中,已知电阻为100Ω,交流电压u=220√2sin(314t+45°)V,求通过电阻的电流,写出电流的解析式,并计算其功率
解:由电阻丝两端电压瞬时值表达式可知:电压最大值Um=220√2V,电压有效值
U=220V
所以该交流电频率:f=ω/(2π)=314/(2*3.14)=50(Hz)
根据周期和频率的关系式T=1/f可知
交流电的周期T=1/f=1/50=0.02(s)
根据欧姆定律I=U/R可知
通过该电阻的电流大小I=U/R=220/100=2.2(A)
电流的最大值Im=√2*I=2.2√2(A)
由于纯电阻电路电流与电压的相位相同
所以电流的初相位为45°
则电流的解析:i=2.2√2sin(314t+45°)A
根据电功率公式P=IU可知:
该电阻消耗的功率:P=IU=2.2*220=484(W)
(2)R-L串联电阻(非纯电阻电路)
某电感线圈L=48mH、R=20Ω,将它接于u=220√2sin(314t+90°)V的交流电源上,试求:(1)线圈的感抗;(2)线圈阻抗;(3)电路中电流有效值;(4)线圈的有功功率、无功功率与视在功率;(5)功率因数。
已知:L=48mH,R=20W,
解:(1)线圈感抗为
XL=ωL=314×48×10^-3=15(Ω)
(2)线圈的阻抗:Z=√(XL^2+R^2)=√(15*15+20*20)=25(Ω)
(3)线圈中的电流有效值:I=U/Z=220/25=8.8(A)
线圈中的电流最大值Im=8.8√2(A)
(4)线圈的有功功率为P=I^2*R=8.8×8.8×20=1548.8(W)
线圈的无功功率为Q=I^2*XL=8.8^2×15=1161.6(var)
线圈的视在功率为S=IU=8.8×220=1936(V·A)
(5)功率因数:cosΦ=R/Z=20/25=0.8
则arccos0.8=64°
由于R-L串联电路中,电压超前于电流Φ角
所以电流的初相位Φi=Φu-Φ=90°-64°=26°
那么电流的瞬时值表达式:i=8.8√2sin(314t+26°)A
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