储能元件电流与电压的相位不匹配对电路能量分配上会有什么影响?
定义瞬时功率的物理量:
在某一时刻的电压和电流的乘积定义为瞬时功率
R器件
电流和电压是同向的,幅值的关系有R确定。
![](https://uploadfiles.nowcoder.com/files/20220530/815109926_1653871411007/v2-8e7097e492c53998c30cbd133cb6d478_720w.jpg)
其瞬时功率始终为正。频率为2w,说明电阻总是吸收功率的。
但是电容和电压由于出现电流和电压在相位上不匹配的现象,所以并不是一定总是吸收功率,就会出现吸收功率和发出功率的交换,也就是储能元件中储能的缘由。
L
![](https://uploadfiles.nowcoder.com/files/20220530/815109926_1653871410976/v2-29df6bb5dbfcb37a6f847cd347f2ea6d_720w.jpg)
电压领先,实际上是交替吸收和发出等量的功率。
注意功率的计算时,由于涉及到了两个同频正弦量的相乘,所以其角频率变成了2w
C
电流领先,与电感元件类似
![](https://uploadfiles.nowcoder.com/files/20220530/815109926_1653871411015/v2-1260ea18c664218c41defd2b8478129c_720w.jpg)
如果对于一个无源的一端口网络,里面有RLC。
![](https://uploadfiles.nowcoder.com/files/20220530/815109926_1653871410986/v2-6dec4202090c1494675efe2eaa7956cb_720w.jpg)
![](https://uploadfiles.nowcoder.com/files/20220530/815109926_1653871410958/v2-31cb6ca590d9d3b982f5c719f26a9461_720w.jpg)
其实可以从元件特性上看到,恒定部分是消耗在电阻上的。可逆部分是在储能元件中转换的部分。
如果定义一个平均功率,其应该是上图中的恒定部分,由于是确实消耗的能量,所以这一部分称为有功功率。UIcosφ
其实这里的φ角就是电流和电压相量的夹角。
或者是阻抗三角形的夹角。
![](https://uploadfiles.nowcoder.com/files/20220530/815109926_1653871410966/v2-fbf57718b0a6e60e3c5b7e373bbf9812_720w.jpg)
定义φ角的超前滞后性
如果是感性,φ角大于0,定义为滞后
如果是容性,φ角小于0,定义为超前
可以理解为以电流为主体看,如果电流领先就是超前,电流落后就是滞后。
cosφ是功率因数,其实就是U在I上的投影因子
即UI同向有效乘积为有功功率。