正弦信号的功率怎么求

核心提示1普遍适用的功率计算公式在电学中,下述瞬时功率计算公式普遍适用 f7378c428f2b311db814fd0034c8a7ff.png注:有关电学瞬时功率计算公式的更多信息请阅读:瞬时功率与有功功率计算公式。在力学中,下述瞬时功率计算公式

1普遍适用的功率计算公式

在电学中,下述瞬时功率计算公式普遍适用

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注:有关电学瞬时功率计算公式的更多信息请阅读:瞬时功率与有功功率计算公式。

在力学中,下述瞬时功率计算公式普遍适用

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在电学和力学中,下述平均功率计算公式普遍适用

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W为时间T内做的功。

在电学中,上述平均功率P也称有功功率,P=W/T作为有功功率计算公式普遍适用。

在电学中,公式(3)还可用下述积分方式表示

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其中,T为周期交流电信号的周期、或直流电的任意一段时间、或非周期交流电的任意一段时间。电学中,公式(3)和(4)的物理意义完全相同。

电学中,对于二端元件或二端电路,下述视在功率计算公式普遍适用:

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2直流电功率计算公式

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已知电压、电流时采用上述计算公式。

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已知电压、电阻时采用上述计算公式。

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已知电流、电阻时采用上述计算公式。

针对直流电路,下图分别列出了电压、电流、功率、电阻之间相互换算关系。

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3正弦交流电功率计算公式

正弦交流电无功功率计算公式:

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正弦交流电有功功率计算公式:

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正弦电流电路中的有功功率、无功功率、和视在功率三者之间是一个直角三角形的关系:

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当负载为纯电阻时,下式成立:

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此时,直流电功率计算公式同样适用于正弦交流电路。

4非正弦交流电功率计算公式

非正弦交流电功率计算公式采用普适公式(3)或(4)

对于周期非正弦交流电,将周期交变电压电流进行傅里叶变换,展开为傅里叶级数,有功功率计算公式还可表示为:

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上式中,当n仅取一个值时,例如:n=1,上式成为基波有功功率计算公式;n=3,上式成为三次谐波有功功率计算公式。

在非正弦电路中,有功功率和视在功率的定义不变,然而,此时,电压、电流相位差已经没有明确的物理意义,此时,Q按照下述公式定义:

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式中,Un、In为n次谐波的有效值,当n=1时,U1、I1称为基波有效值。

然而,此时,

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由于Q与基波及谐波电压、电流的相位角相关,称为位移无功功率。为此,引入畸变无功功率D,畸变无功功率计算公式如下:

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畸变无功功率有时也称畸变功率,上式中,N为电压、电流最大谐波次数中的小者。某些文献中也将Q称为无功功率,而将Q和D的方和根称为广义无功功率。

对比位移无功功率和畸变无功功率的计算公式,可以发现:Q是相同频率的电压分量与电流分量相位移不同产生的无功;而畸变无功功率则是不同频率电压及电流分量之间产生的无功。这一点很容易理解,前者是因为相同频率分量之间存在相位差。而后者由于频率不同,其相位差始终在变化,当然不会相等,而电压和电流相位不同,就会产生无功。

非正弦电路中,视在功率S、有功功率P、位移无功功率Q、畸变无功功率D满足下述计算公式。

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5射频功率计算公式

射频功率属于交流电功率,理论上具有与交流电功率相同的计算公式,但是,实际上在超高频和微波频段,有TEM波和非TEM波之分。在TEM波的同轴系统中,电压和电流虽有确切含意,但测量其绝对值很困难。在波导系统中,因为存在不同的电磁模式,电压和电流失去唯一性。在个频段和各传输系统中,功率是单值表征信号强度的重要方法。在射频范围直接测量功率代替了电压和电流的测量。

6三相有功功率计算公式

三相电路中,总有功功率等于各相有功功率的算术和。三相四线制电路中,通常采用三瓦计法分别测量每相的功率,三相有功功率计算公式如下:

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对于三相三线制电路,也可采用二瓦计法,三相功率计算公式为:

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注1:二瓦计法适用对称和不对称的三相三线制电路,详细功率计算公式推导请参见:二瓦计与三瓦计法适用场合详解。

 
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