从三个角度理解“功率及其变化”
1. 功率的定义和计算方式
功率是描述能量转化速率的物理量，通常用符号P表示，单位为瓦特（W）。功率的计算公式是功率等于能量转化的速率除以时间，即P = ΔE/Δt。其中，ΔE表示能量的改变量，Δt表示时间的变化量。
2. 功率的影响因素
功率的大小受到多个因素的影响，主要包括以下三个方面：
- 能量转化速率：功率与能量转化的速率成正比，转化速率越快，功率就越大。
- 能量的大小：功率与能量的大小无关，两者是独立的概念。相同的能量，在不同的时间内转化，功率会不同。
- 时间的变化量：功率与时间的变化量成反比，时间越短，功率就越大。
3. 功率的变化与应用
功率的变化与能量转化的速率密切相关，具体包括以下几个方面：
- 功率的增加：当能量转化速率增加时，功率也会随之增加。这在电力系统中尤为重要，可以通过提高发电机的转速或增加发电机数量来提高功率输出。
- 功率的减少：当能量转化速率减小时，功率会相应减少。这可以通过降低设备的运行速度或减少能量输入来实现。
- 功率的稳定性：功率的稳定性是保证能量供应稳定的关键。对于涉及功率供应的系统，需要合理设计，并考虑稳定性因素。
通过从定义、影响因素和变化与应用三个角度理解“功率及其变化”，可以更好地理解功率的概念及其在各个领域的应用。
关于“串联电路中滑动变阻器的功率变化范围” 的探讨 电功率是初中学生物理学习中的一个重点并难点内容，而求串 联电路中滑动变阻器的功率变化范围时运用到数学中的一元二次 方程来求解对于初中生来说更是难上加难。前些天有学生向我请教 了这一类问题，为此我在班上出了一道类型题供学生分组探讨并归 纳出结论如下： 探究课题：一个滑动变阻器R2与一个阻值为R1的定值电阻串联 在电压为U的电路中，如何求出滑动变阻器的电功率变化范围？ 例题：如图1，R1=10Ω，R2的阻值范围为0—50Ω，电源电压 为12V恒定不变。 求：（l）滑片P从a端到b端的过程中，电流表和电压表的示数变化范围。 （2）P从a端滑到b端的过程中，R2的功率的变化范围. 分析：在做这一道题时，我让学生分两步进行： （l）当P在a端时，R2未接人电路，电压表的示数等于电源电压12V此时电流表的示数I=U/R1= 12V/10Ω= l.2A
2．当P在b端时，R1与R2串联，电流表的示数I=U/ R总=12V/(10Ω＋50Ω)=0.2A 此时电压表的示数为：U=IR1=0.2A ×10Ω= 2V 所以电压表的变化范围是12V—2V，电流表的变化范围是l.2A —0.2A。 这样的解法一般称为“端点法”，学生也容易接受，但学生往 往不考虑条件，“依葫芦画瓢”，在任何地方都这样做。如在解第 （2）时：有不少学生这样解答： 当P在a端时，R2未接入电路，故P=0当 P在b时，P=I2R2=(0.2A) 2×50Ω=2W所以 R2的功率变化范围为：0—2W 显然这个结论是错误的，因为随便找一处当R X=20Ω时，则有I＝U/R=12V/(10Ω+20Ω)=0.4A P=IR X=(0.4A)2×20Ω=3.2W＞ 2W 即在b点时R2的功率并不是最大。 电压一定时，用公式I=U/(R1+R2)可得R1一定，R2越大则I越小， 此时R1两端电压U1=IR1则越小.
电源的输出功率和电路的最大功率 有关求“电源的最大输出功率”、“电路中某部分消耗的最大功率”或“电源的效率”等问题，在解题中容易出现一些错误，本文着重阐述电源的输出功率及其变化规律。并举例说明如何求电路的最大功率。 电源输出功率指的是电源提供给外电路用电器的功率。在数值上等于UI。 电源发出的功率，实质就是电源释放的功率(又称为电源的总功率)，它是电源通过非静电力将其他形式的能转化为电能的功率。在数值上等于εI。 如果电源的电动势为ε，内电阻为r，外电路的电阻为R，通过电 对于给定的电源，一般它的电动势和内电阻是不变的，所以从上述表达式中不难看出：电源的输出功率P出是随着外电路的电阻R而变化的。若用图象表示P出与R关系，从图象1P出梍R图像可进一步看出电源输出功率随外电阻变化的规律： (1)当外电路电阻R小于电源内电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而增大。 (2)当外电路电阻R大于电源内电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而减小。 (3)当外电路电阻R等于电源内电阻r时，电源输出功率最大。其最
电源输出功率最大时，电源的效率并不高，此时电源的效率 [例一]电源的电动势ε=10伏特，内电阻r=1欧姆，外电路由定值电阻R1可变电阻R2并联组成(如图2)R1=6欧姆。求：(l)当 R2调到何值时，电源输出功率最大？最大输出功率是多少？(2)要使电源输出功率为16瓦特，R2应调到何值？这时电源的效率是多少？ =R，故有 解：(1)电源输出最大功率的条件是R 外 将r=l欧姆，R1=6欧姆代人上式.解得 =1.2欧姆。 R 2 电源的最大输出功率为： 解得：R=4欧姆或R抇=0. 25欧姆。
高考物理-电源的输出功率和电路的最大功率 有关求“电源的最大输出功率”、“电路中某部分消耗的最大功率”或“电源的效率”等问题，在解题中容易出现一些错误，本文着重阐述电源的输出功率及其变化规律。并举例说明如何求电路的最大功率。 电源输出功率指的是电源提供给外电路用电器的功率。在数值上等于UI。 电源发出的功率，实质就是电源释放的功率(又称为电源的总功率)，它是电源通过非静电力将其他形式的能转化为电能的功率。在数值上等于εI。 如果电源的电动势为ε，内电阻为r，外电路的电阻为R，通过电 对于给定的电源，一般它的电动势和内电阻是不变的，所以从上述表达式中不难看出：电源的输出功率P出是随着外电路的电阻R而变化的。若用图象表示P出与R关系，从图象1P出梍R图像可进一步看出电源输出功率随外电阻变化的规律： (1)当外电路电阻R小于电源内电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而增大。 (2)当外电路电阻R大于电源内电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而减小。 (3)当外电路电阻R等于电源内电阻r时，电源输出功率最大。其最
电源输出功率最大时，电源的效率并不高，此时电源的效率 [例一]电源的电动势ε=10伏特，内电阻r=1欧姆，外电路由定值电阻R1可变电阻R2并联组成(如图2)R1=6欧姆。求：(l)当 R2调到何值时，电源输出功率最大？最大输出功率是多少？(2)要使电源输出功率为16瓦特，R2应调到何值？这时电源的效率是多少？ =R，故有 解：(1)电源输出最大功率的条件是R 外 将r=l欧姆，R1=6欧姆代人上式.解得 =1.2欧姆。 R 2 电源的最大输出功率为： 解得：R=4欧姆或R抇=0. 25欧姆。
一、初中物理电功率的综合计算问题 1．如图甲所示电路中，电源电压不变，R 1是定值电阻，R 2是滑动变阻器。闭合开关，将滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，则此过程中下列选项正确的是( ) A ．电路总功率的最大值为43.2W B ．滑动变阻器最大功率为3.6W C ．滑动变阻器的最大阻值为10Ω D ．定值电阻电功率的变化值为8.1W 【来源】江苏省苏州市高新区2019-2020学年九年级（上)期末物理试题 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 R 1、R 2串联电路中，当I =1.2A 时： 1.2R 1=U ……① 当I =0.3A 时，U 2=9V ，可得： 0.3R 1+9V=U ……② 由①②式解得：R 1=10?，U =12V 。 A ．当I =1.2A 时，电路总功率最大： ==12V 1.2A=14.4W P UI ?大大。 故A 错误； B ．由滑动变阻器的功率公式得： ()2 22 2222 121212=4U R U P I R R R R R R R R ??== ?+-+?? 滑， 当R 2=R 1=10?时，P 滑有最大值2P 大： ()2 212V = =3.6W 410Ω P ?大 ， 故B 正确；
C ．滑动变阻器最大阻值为： 9V = =30Ω0.3A U R I =滑， 故C 错误； D ．当I =0.3A 时，定值电阻电功率为： ()2 2 1 10.3A 10Ω=0.9W P I R ==?， 当I =1.2A 时，定值电阻电功率为： ()2 2 11 1.2A 10Ω=14.4W P I R ==?'， 所以定值电阻电功率的变化值为： 11114.4W 0.9W=13.5W P P P '-=-?=。 故D 错误。 2．如图所示的电路中，电源电压12V 且保持不变，灯丝电阻不随温度变化，灯泡L 的额定功率为7.2W 。当开关S 1、S 2都闭合时，通过灯泡的电流为I 1，灯泡正常发光；当开关S 1闭合S 2断开时，通过灯泡的电流为I 2，灯泡的功率是3.2W ，则下列计算结果不正确的是（ ） A ．灯泡电阻是20Ω B ．电阻R 的阻值是20Ω C ．当开关S 1闭合S 2断开时，电阻R 的功率是1.6W D ．I 1∶I 2=9∶4 【来源】四川省成都南开为明学校2019-2020学年九年级4月月考物理试题（在线考试) 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 A ．当开关S 1、S 2都闭合时，电路为灯泡的简单电路，灯泡正常工作，电源的电压为12V ，电路中的电流 I 1= 7.2W 12V P U = 额=0.6A 灯泡的电阻 R L =112V 0.6A U I ==20Ω 故A 正确，不符合题意； BC ．当开关S 1闭合S 2断开时，灯泡和电阻R 串联，电路中的电流
一、初中物理欧姆定律问题 1．如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R。若只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P 置于A端时，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2；若此时将滑动变阻器的滑片P移至B端，电压表V1示数为U1′，电压表V2的示数为U2′，电流表A1的示数为0.4A。已知：U1:U1′＝1:2，U2:U2′＝3:1，R2＝3Ω。以下说法错误的是（） A．R1的电阻为2Ω B．电源电压为6V C．当开关都闭合，电路消耗的最小功率为30W D．只闭合开关S1时，电路消耗的最大功率为7.2 W 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 若只闭合开关 S1时，电路如下图甲所示，将滑动变阻器的滑片P 置于A端时，变阻器连入电路的电阻为0，简化后的电路如下图乙所示。此时，R1、R2两端电压分别为U1、U2。 将滑动变阻器的滑片 P 移至 B端时，电路如下图所示 此时，R2两端电压为U2′，变阻器和R1两端的总电压为U1′。 可知，R2两端电压U2′为1.2V。 此时，电流表示数为I丙=0.4A，R2＝3Ω，据U IR 根据
U 2:U 2′＝3:1 结合U 2′为1.2V ，可以推得U 2为3.6V 乙图中，电流表示数I 乙为 22 3.6V 1.2A 3U I R = ==Ω 乙 已知 U 1:U 1′＝1:2 根据欧姆定律，有 111 ()2 I R I R R =+乙丙 即 111.2A 1 0.4A ()2 R R R ?=?+ 整理得 15R R = 乙图中，电流表示数为1.2A ，根据欧姆定律有 21 U I R R = +乙 即 11.2A 3U R = Ω+……① 丙图中，电流表示数为0.4A ，根据欧姆定律有 21 U I R R R = ++丙 即 110.4A 35U R R = Ω++……② 结合①②，有 16V 2U R ==Ω 则 1510R R ==Ω 只闭合开关S 1时，当变阻器滑片在A 端时，电路中电阻最小，电路总功率最大，为 6V 1.2A 7.2W P UI ==?= 当所有开关都闭合时，电路为
基于单片机的激光发生器的驱动电路设计 陈晓;贾华宇;郭燕 【摘要】为了更有效地控制和调节激光器的温度与功率，设计了一种基于 STC11F08XE单片机控制的具有温控和功率控制功能的激光发生器驱动电路。通过使用ADN8830芯片的温度控制功能和ADN2830芯片的功率控制功能实现激光器的温度控制，同时能够手动改变激光器的输出功率。实验结果表明，该系统温度控制模块能够稳定控制激光器温度，使目标温度误差低于±0．01℃，波长可以在1535．17nm～1563．24nm之间变动。功率控制模块可实现手动控制，激光器功率在0～10dBm间变化，误差在0～0．05mW之间。%In order to more effectively control and adjust the temperature and the power of the laser ,we designed a kind of laser driven circuit based on STC11F08XE micro controller unit (MCU) ,which had the ability of temperature control and power control .The chip ADN8830 and ADN2830 were used to realized the control of temperature and power ,respectively .At the same time ,the laser output power could be manually changed .The experimental results show that the temperature control module of this system can stably control the laser's temperature , and make sure the target temperature error less than ± 0 .01 ℃ .And the wavelength can be adjusted between 1 535 .17 nm~1 563 .24 nm .The power control module can implement manu‐al control and make the laser power change between 0 dBm~10 dBm with the error of 0 mW~0.05mW. 【期刊名称】《应用光学》
ZYJ7型液压道岔动作曲线的分析与应用 摘要：信号集中监测道岔功率、电流曲线是道岔动作过中实时监测采样形成 的曲线，直观反映了道岔的工作状态，可以有效的提高道岔运用质量，减少道岔 运用的故障率。针对济青高铁线、青盐铁路线大量应用的尖轨ZYJ7+SH6+SH6、心 轨ZYJ7+SH6型18号道岔集中监测浏览常见的问题，结合道岔动作原理、电路原理、机械结构及现场维修经验，对道岔曲线的分析方法和常见问题进行分析说明。 关键词：道岔、动作曲线、问题、分析 1 绪论 随着铁路运输业的快速增长，列车运行速度快、车次多的现状，使现场对道 岔运用质量的要求不断提高。道岔设备在现场应用的过程中因道岔扳动和列车的 冲击等外界影响，使道岔设备长期处在一种动态运用的状态下，对道岔的电气特性、机械特性都有很大的影响。需要维修人员投入大量的时间精力对其进行检查 维护。对道岔动作曲线的浏览分析就显得尤为重要，道岔动作曲线的分析对道岔 的维修起着重要的辅助和导向作用。下面对道岔动作曲线的分析方法和常见问题 分析处理进行阐述。 2 道岔动作曲线的分析方法 集中监测道岔动作曲线分为电流曲线、功率曲线。电流曲线对道岔动作的三 相电流进行实施监测，对道岔电气特性进行检查。功率曲线是通过电流曲线换算 而来，反映道岔扳动的功率，对道岔机械特性进行检查。结合现场应用的经验， 道岔动作曲线浏览时，应对曲线的“时间变化”、“数值变化”、“曲线趋势” 重点分析。 2.1 时间变化 实际应用中ZYJ7+SH6（2机）型动作时间一般8s左右，ZYJ7+SH6+SH6（3机）动作时间一般在11s左右，往往当道岔出现问题时动作时间会相应出现变化，当
工厂的无功功率补偿 1.功率因数 〔1〕瞬时功率因数 可由功率因数表(相位表)直接测量，亦可由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出(间接测量)： 瞬时功率因数用来了解和分析工厂或设备在生产过程中无功功率的变化情况，以便采取适当的补偿措施。 (2)平均功率因数 亦称加权平均功率因数，按下式计算： 式中，W p为某一时间内消耗的有功电能，由有功电度表读出；W q为某一时间内消耗的无功电能，由无功电度表读出。 我国电业部门每月向工业用户收取电费，就规定电费要按月平均功率因数的上下来调整。一般，cosΦ>0.9时，适当奖励；cosΦ<0.85时，适当惩罚。 (3)最大负荷时的功率因数 指在年最大负荷(即计算负荷)时的功率因数。按下式计算： 我国电力工业部于1996年制订的?供电营业规那么?规定：无功电力应就地平衡。用户应在提高用电自然功率因数的根底上，按有关标准设计和安装无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功电力倒送。除电网有特殊要求的用户外，用户在当地供电企业规定的电网顶峰负荷时的功率因数，一般应到达以下规定：100千伏安及以上高压供电的用户功率因数为0.90以上。其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业，功率因数为0.85以上。农业用电，功率因数为0.80及以上。〔这里所指的功率因数是最大负荷时功率因数〕 2.无功功率补偿 电力系统在运行过程中，无论是公用还是民用，都存在大量感性负载，如感应电动机、电焊机等，致使电网无功功率增加，对电网的平安经济运行及电气设备的正常工作产生一系列危害，使负载功率因数降低，供配电设备使用效能得不到充分发挥，设备的附加功耗增加。
变频器前加接触器对变频器的影响 在变频器之前加电源接触器一般只是较大功率的变频器才提倡这么做，这个电源接触器的控制线是串在变频器的报警接点上的，主要是了保护变频器输出模块之前的故障，因为输出有故障的话输出模块是会切断输出来保护的，而变频器的变流部故障变频器本身是基本是没有保护装置的（有个进线快熔，但很少起作用），变频器在上电给主电容充电时，为了限制充电电流，首先会在主回路中串联一个限流电阻，然后用延时或检测主回路电压的方法使一个内部接触器吸合（小功率的是可控硅），一般三四秒钟时间（看变频器功率大小），短接掉限流电阻，如果这个内部接触器因故没有吸合（本人遇到过多次，一般是在采用了外部制动单元是发生的），则限流电阻会很快过热并炸开，使变频器内部短路而损坏，有人会说不是有进线快熔吗？其实这时快熔是不会起作用的，因为限流电阻炸开之前并没有过电流或短路。所以有的变频器内部会有一个检测电路，如果此内部接触器没吸合则报警，从而使变频器之前的电源接触器断开，以保护变流部不损坏或缩小事故范围和破坏程度，需加电源接触器的这种变频器除了R S T电源主端子外还有一个R 、T控制电源端子，这个控制电源端子的电源取自电源接触器之前，空气开关之后，当故障断开电源接触器或人工切断电源接触器时由于变频器的控制电源还在，变频器就不会认为发生停电。 所以如果用外部电源接触器来直接起动会有以下问题：由于变频器起动时应该有一个充电时间，如果用外部电源接触器来直接起动（假定此时的RUN信号与外部电源接触器同步，如果不与外部电源接触器同步也就不叫用外部电源接触器来直接起动了），此时变频器立即就有输出（带负载了），而此时变频器主电容尚未充足电。 如果用外部电源接触器来直接停止变频器会有以下问题：变频器内部保护电路会检测到失电而在报警内容中记录LU（低电压），而一般变频器的故障记录到一定的条数后就不再记录了（一般五条左右），必须要清除掉才能有新的记录，因此当变频器有其它故障时你就查不到。
考虑负荷特性的静态电压稳定性分析 李林;李运坤 【摘要】电压稳定性在很大程度上受负荷特性的影响。本文分析了采用ZIP负荷模型改变了潮流方程，继而影响了电压的稳定性，通过IEEE30节点系统的仿真分析了ZIP负荷的不同比重对最大负荷因子、临界电压及相对应负荷功率变化情况的影响，得出临界电压值和相对应的功率不是单调的变化。说明了采用ZPI负荷模型相对于恒功率负荷而言，负荷的静态极限提高，系统电压的稳定性能提高。%Voltage stability is largely affected by the load characteristics. This paper analyzes that power flow equations are changed by ZIP load model, then which affects voltage stability. The effect of maximum load factors, critical voltage and its load power are analyzed by different proportion of load in ZIP load model in the IEEE30 bus system, obtained that critical voltage and its load power do not monotonic change, and the static limit of load is increased, and voltage stability of the system is improved using ZIP load model relative to using the constant power load. 【期刊名称】《电气技术》 【年(卷),期】2011(000)011 【总页数】4页(P33-36) 【关键词】静态电压稳定;连续潮流;负荷特性 【作者】李林;李运坤
变浆距风力发电机组的控制系统 【摘要】风能作为一种可再生能源受到全球越来越多的关注，本文就变桨距风力发电机组的控制系统进行了分析，发现采用新型控制系统后，保持了发电机功率的稳定输出，减少了风机不稳定功率对电网的影响。 【关键词】额定功率；变距控制；速度控制；功率控制 21世纪，风力发电机组的可靠性已经不是问题。与定桨距风力发电机组相比，变桨距风力发电机组具有在额定功率点以上输出功率平稳的特点。所以变桨距机组适合于额定风速以上风速较多的地区，这样发电量的提高比较明显。 1变桨距风力发电机组的控制系统 新型变桨距控制系统框图如图1所示。 在发电机并入电网前，发电机转速由速度控制器A根据发电机转速反馈信号直接控制；发电机并入电网后，速度控制器B与功率控制器起作用。功率控制器的任务主要是根据发电机转速给出相应的功率曲线，调整发电机转差率，并确定速度控制器B的速度给定。 2变距控制 变距控制系统是一个随动系统，其控制过程如图2所示。 变桨距控制器是一个非线性比例控制器，它可以补偿比例阀的死带和极限。变距系统的执行机构是液压系统，节距控制器的输出信号经D/A转换后变成电压信号控制比例阀，驱动液压缸活塞，推动变桨距机构，使桨叶节距角变化。活塞的位移反馈信号由位移传感器测量，经转换后输入比较器。 3速度控制 变桨距风力发电机组的速度控制包括两个部分，即：速度控制A和B。 3.1速度控制A（发电机脱网状态） 转速控制系统A在风力发电机组进入待机状态或从待机状态重新起动时投入工作，在这些过程中通过对节距角的控制，转速以一定的变化率上升。控制器也用于在同步转速时的控制。当发电机转速在同步转速±10r/min内持续1s发电机将切入电网。发电机转速通过主轴上的感应传感器测量，每个周期信号被送到微处理器作进一步的处理，以产生新的控制信号。 3.2速度控制B（发电机并网状态） 发电机并入电网后，速度控制系统B起作用。速度控制系统B受发电机转速和风速的双重控制。在达到额定值前，速度给定值随功率给定值按比例增加。额定的速度给定值是1560r/min，相应的发电机转差率是4%。如果风速和功率输出一直低于额定值，发电机转差率将降低到2%，节距控制将根据风速调整到最佳状态，以优化叶尖速比。 如果风速高于额定值，发电机转速通过改变节距来跟踪相应的速度给定值。功率输出将稳定地保持在额定值上。在风速信号输入端没有低通滤波器，节距控制对瞬变风速并不响应。 与速度控制器A的结构相比，速度控制器B增加了速度非线性化环节。这一特性增加了小转差率时的增益，以便控制节距角加速趋于0。 4功率控制 为了有效地控制高速变化的风速引起的功率波动，新型的变桨距风力发电机组采用了RCC技术。通过对发电机转子电流的控制来迅速改变发电机转差率，
模拟信号的光调制原理 1、理论描述 在目前的光调制方式中，使用最为广泛的调制发生就是所谓的光“强度调制方式”。也即，在强度调制方式下，已调制的光信号强度中的变化与输入的调制信号的变化相同。 如果要用严格地表示，则只能使用光电场或光磁场来描述了。原因在于，光信号最终还是由电场和磁场构成的。这里，我们用光电场来描述已调制的光信号随时间的变化规律： e T(t)=A m[1+x(t)]1/2cos(ωc t+φ) 在上式中：e T(t)表示在发送端已调信号的光电场随时间的变化规律；A m[1+x(t)]1/2为光载波信号的包络（注意：其中含有输入调制信号的信息。因此，在接收端我们实际是从这部分信号恢复出我们的有用信号的）；x(t)为调制信号（即需要传输的有用信息）；ωc为光载波信号的角频率（对应的f c即为光载波信号频率）；t为时间变量；φ为随机相位。 在接收端，通过包络检测器（PIN/APD）和低通滤波器就可以恢复出x(t)了。包络检测器PIN/APD是光电二极管，因此它们都属于非线性器件。假设包络检测器的输入输出满足如下的典型关系： i d(t)=a0+a1e R(t)+ a2e R2(t)+ a3e R3(t)+…… 在上式中：e R(t)表示在接收端收到的已调信号的光电场。 通过包络检测器，从a2e R2(t)分量中就可以得到含有x(t)的信号，即包络检测器输出的信号电流中就包含了直流信号、x(t)信息以及其他高频的信号（当然也含有交调失真信号）。通过隔直流电路（最简单的就是一个电容）和低通滤波器（最高工作频率就是x(t)的频率），就可以恢复出原来的发送信号了。 2、调制曲线描述 在下图中，包括了LED（光源）的P-I特性曲线（调制电流与LED输出光功率的变化曲线）、已调信号功率P(t)与时间的变化曲线以及输入调制信号电流i(t)（x(t)的电流表示形式）随时间的变化曲线。在图中，I b、I min、I max分别表示LED的直流偏置电流、不失真最小调制电流及不失真最大调制电流，其中I b=（I min+I max）/2。模拟信号的类型非常多，例如正弦信号、PAM（脉冲幅度调制信号）、FM（调频信号）及PFM（脉冲调频信号）等。但是，为了说明问题，而且不使问题复杂化，我们就选用正弦信号，来说明模拟信号的光调制原理。 从图中可以看出，P(t)的变化规律与i(t) 的变化规律完全相同，也即这种调制方式可以很好地完成模拟信号的调制。 虽然，在说明问题过程中我们使用了LED光源（发光二极管），但是LD光源（激光二极管）的调制原理是类似的。区别仅仅在于P-I特性曲线的形状、I b、I min、I max的选择不同而已。
无功功率为负数的原因 电力系统是现今世界人类发展最快的工程之一，无论是家庭、商业还是工厂，都要依赖电力系统来提供动力和能源。在电力系统中，功率是最重要的指标，其中，有功功率和无功功率两个概念，它们是影响电力系统发电效率的关键，而无功功率也是来自历史而意义深远的指标。**无功功率的值可以正或者为负，负值的出现到底有什么原因？本文将从无功功率定义和形成及其产生负数值的原理出发，深入探讨无功功率为负数的原因。 一、无功功率定义 首先要了解无功功率的定义，它是一个技术性的概念，它指的是一个电力系统中影响功率的变化的功率，可以简单地理解为电力系统中提供运行能量的功率。其次，无功功率和有功功率在电力系统中起着一样的重要作用，可以说无功功率是有功功率的一种补充。因此，无功功率的定义不仅仅是电力系统基础上，而且它更多是指一些物理性的现象。 二、无功功率形成及其产生负数值的原因 无功功率可以通过消耗、存储和再利用三种方式来形成。消耗是指，在系统中，由于消耗电力耗竭和形成电压降低，而产生负载，从而形成无功功率；存储是指，电力从系统中消耗，更多的电力通过存储设备进行储存，从而也形成无功功率；再利用是指，注入的电力不仅可以进行消耗和存储，还可以通过设备进行反向利用，也可以形成无功功率。因此，无功功率的存在和形成是一个较复杂的过程，它的
变化可以带来正的或者负的功率。当功率的变化带来的后果是负的，即形成负数值，则说明电力系统中发生了一定的不足或损失，从而产生了无功功率为负数的现象。 三、无功功率为负数的原因 1、电力系统中功率回路的不平衡。电力系统中功率回路是一种联系，它将电力系统中用电设备的负载连接在一起，形成一个完整的功率环节，从而带来安全的发电。此外，当功率回路中出现不平衡时，它就会影响电力系统的发电效率，从而形成无功功率为负数的现象。 2、发电机和负载不平衡。发电机和负载之间的关系是非常重要的，发电机和负载之间的不平衡会影响发电效率，从而形成无功功率为负数的现象。 3、发电机故障或损坏。发电机也是电力系统的关键环节之一，在发电机出现故障或损坏的情况下，它的运行效率会受到影响，从而引起无功功率产生负数值的现象。 四、结论 无功功率为负数的原因有很多，但是最常见的原因是电力系统中功率回路的不平衡、发电机和负载之间的不平衡以及发电机故障或损坏等原因。无功功率是电力系统中不可或缺的一个指标，它可以表示电力系统中发生什么变化，并且可以反映出电力系统发电效率的变化情况。因此，在电力系统发电过程中，要注意无功功率负值的出现，及时采取措施解决电力系统发生故障的问题，以保证电力系统的安全和可靠运行。
基于积分调节器的改进型最大功率跟踪技术 万凌云;赵宇琪;江渝;张盈;岳鑫桂 【摘要】最大功率跟踪技术旨在通过调节电路使得光伏电池在任何外部条件下始终输出最大功率.搭建了光伏电池的行为数学模型,针对传统最大功率跟踪方法在跟踪速度和跟踪精度的不足之处,研究了一种基于积分调节器的改进型最大功率跟踪技术,并在Matlab/Simulink环境下建立了仿真模型.仿真结果表明,该方法相比于传统方法具有更好的跟踪性能. 【期刊名称】《电源技术》 【年(卷),期】2018(042)008 【总页数】4页(P1190-1192,1216) 【关键词】光伏并网发电系统;光伏阵列;最大功率跟踪;电导增量法 【作者】万凌云;赵宇琪;江渝;张盈;岳鑫桂 【作者单位】国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆401123;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044;国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆401123;国网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆401123 【正文语种】中文 【中图分类】TM914 光伏电池是光伏发电系统中最重要的模块之一，它具有强烈的非线性特征和对环境
变化敏感的特点，因此需要在外部环境条件变化的情况下对其最大功率点进行跟踪，保证其发挥最大的效率。 目前有许多最大功率点跟踪(MPPT)的方法，其中比较常用的方法有恒定电压法(CVT)、扰动观测法(P&O)、电导增量法(INC)。恒定电压法是一种非自适应的方法，设计方便，操作简单，但精度不高，适合于周围环境稳定的情况。扰动观测法也称“爬坡法”，其主要思想是，对当前电压进行一个微扰动，观测功率的变化，从而确定下一次扰动的方向。该方法对最大功率点的搜索比较准确，但搜索速度和精度都受到扰动步长的影响，而且稳定性较差。电导增量法也是MPPT控制常用的方 法之一，其算法是通过比较光伏电池的电导的增量和电导的瞬时值来寻找最大功率点，在理论上，电导增量法可以克服上述P&O法的缺点。 本文提出了一种基于积分调节器改进的电导增量法，旨在克服传统方法在跟踪精度和跟踪速度上的不足，并在Simulink环境下搭建仿真模型，仿真结果证明该方相比于传统MPPT方法，具有较好的跟踪性能。 1 光伏电池特性 1.1 光伏电池的行为数学模型 利用“光伏效应”将太阳能转化为电能的装置即为光伏电池。当太阳光辐射到光伏电池表面，电池吸收光能后，其内部载流子的浓度和分布的状态发生变化，进而产生电动势的现象被称作“光伏效应”。目前光伏电池的建模手段主要有两种物理模型和行为模型[1-2]。光伏电池的等效模型如图1所示。 图1 光伏电池等效模型 光伏电池相当于一个恒流源和一只正向的二极管并联。负载两端电压为U，U产生与光电池相反的电流为暗电流Ir。由于外部因素，会发生漏电，故引入旁路电阻Rsh来等效。由此等效电路可得出光伏电池的输出电流为：
九年级上册物理第3节测量小灯泡的电功率新人教版_New
九年级上册物理第3节测量小灯泡的电功率新人教版
第3节测量小灯泡的电功率 一、教学目标 （一）知识与技能目标 1．会测算小灯泡的实际功率和额定功率，进一步练习使用电流表、电压表和滑动变阻器。 2．通过实验，体验小灯泡的电功率随它的两端电压的变化而变化的规律，知道用电器不同电压下工作实际功率的变化特点。 （二）过程与方法 3．能够根据测量小灯泡的电功率的原理，设计符合测量需要的实验方案。会根据记录的实验数据，利用比较的方法，分析和判断实际功率与额定功率的区别。（三）情感、态度及价值观目标 4．通过实验，初步认识用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响，培养学生科学使用用电器的安全意识。 二、教学重难点 本节是在学习“伏安法测电阻”之后的又一个综合性电学实验，也是在学习“第二节电功率”后，已初步理解电功率的基础上，利用电功率计算的原理，通过实验定量测量，观察小灯泡工作状态变化，分析比较小灯泡实际电功率与额定电功率的区别，进一步加深学生对用电器实际功率与额定功率的理解。 本节课的重点：会利用电功率计算公式作为实验原理，用伏安法测量小灯泡不同电压下的实际功率与额定功率的方法和步骤，区分额定功率和实际功率。 本节课的难点：学生能够根据测量小灯泡电功率的实验原理，设计出符合实验目的的实验方案、实验步骤，并得出实验结论。 三、教学策略 本节课，主要是根据P=UI，明确实验中需要测量的物理量是用电器的电流和电压，根据需要测量的物理量，设计出符合要求的实验电路图，再根据电路图选择符合需要的实验器材与仪器，再根据实验步骤进行小灯泡实际功率的测量。实验探究过程中，应突出实验探究过程及实验过程中应思考的问题，并通过实验数据的分析与推理，进一步加深学生对实际功率的理解，知道实际功率与额定功率的区别，使学生了解电流、电流是如何影响用电器的实际功率的。因此，本节课设计主要分三个流程： 流程一是引导学生根据实验原理制定和设计实验方案，知道根据实验方案如何选择符合实验需要的实验器材。 流程二是根据实验方案，进行实验与证据收集。具体包括实验步骤确定，实验中小灯泡工作状态的观察以及实验测量数据的记录。 流程三是交流与合作，对小灯泡三次不同电压下测量的实际功率进行比较，讨
电源的输出功率和电路的最大功率 有关求"电源的最大输出功率〞、"电路中某局部消耗的最大功率〞或"电源的效率〞等问题，在解题中容易出现一些错误，本文着重阐述电源的输出功率及其变化规律。并举例说明如何求电路的最大功率。 电源输出功率指的是电源提供给外电路用电器的功率。在数值上等于UI。 电源发出的功率，实质就是电源释放的功率(又称为电源的总功率)，它是电源通过非静电力将其他形式的能转化为电能的功率。在数值上等于εI。 如果电源的电动势为ε，电阻为r，外电路的电阻为R，通过电 对于给定的电源，一般它的电动势和电阻是不变的，所以从上述表达式中不难看出：电源的输出功率P出是随着外电路的电阻R而变化的。假设用图象表示P出与R关系，从图象1P出梍R图像可进一步看出电源输出功率随外电阻变化的规律： (1)当外电路电阻R小于电源电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而增大。 (2)当外电路电阻R大于电源电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而减小。
(3)当外电路电阻R等于电源电阻r时，电源输出功率最大。其最 电源输出功率最大时，电源的效率并不高，此时电源的效率 [例一]电源的电动势ε=10伏特，电阻r=1欧姆，外电路由定值电阻R1可变电阻R2并联组成(如图2)R1=6欧姆。求：(l)当R2调到何值时，电源输出功率最大.最大输出功率是多少.(2)要使电源输出功率为16瓦特，R2应调到何值.这时电源的效率是多少. 解：(1)电源输出最大功率的条件是R外=R，故有 将r=l欧姆，R1=6欧姆代人上式.解得 R2=1.2欧姆。 电源的最大输出功率为： 解得：R=4欧姆或R抇=0. 25欧姆。 解得： R2=12欧姆或R2抇=0.26欧姆。( 由此可知，要使电源输出功率为16瓦特，R2应调到12欧姆，这时电源效率为80%；或者将R2调到0.26欧姆，这时电源效率为20%。
一、 p-q 变换与d-q 变换的理解与推导 1. 120变换和空间向量 120坐标系是一个静止的复数坐标系。120分量首先由莱昂（Lyon ）提出，所以亦成为莱昂分量。下面以电流为例说明120变换。a i 、b i 、c i 为三相电流瞬时值，120坐标系与abc 坐标系之间的关系为[1]： ⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=0 22 10212 021i i a ai i i ai i a i i i i i c b a 式中a 和2 a 分别为定子绕组平面内的120°和240°空间算子，︒ =120j e a ， ︒=2402j e a ，上式的逆变换为： ⎪⎪⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪⎨⎧++==++=++=*)(31)(31)(310122 21c b a c b a c b a i i i i i ai i a i i i a ai i i 可以看出，120变换在形式上与矢量对称分量变换很相似，不过这里的c b a i i i 、、是瞬时值而不是矢量，21i i 、是瞬时复数值，所以120变换亦称为瞬时值对称分量变换。由于是瞬时值之间的变换，所以120变换对瞬态（动态）和任何电流波形都适用，而矢量对称分量法仅适用于交流稳态和正弦波的情况。另外，由于a 和2 a 是空间算子，所以1i 和2i 是空间向量而不是时域里的矢量；所以瞬时值对称分量和矢量对称分 量具有本质上的区别。另外，从上式可知，2i 等于1i 的共轭值，所以2i 不是独立变量。 用矩阵表示时，可写成 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-0211120i i i C i i i c b a ，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥ ⎥⎦⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡c b a i i i C i i i 120021 （1-1） ⎥⎥⎥⎦⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡=-11111 2 2 1 120 a a a a C ，⎥⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡=111113 12 2120a a a a C 此变换矩阵为等幅变换①。 所谓等幅值变换，是指原三相电流形成的总的磁动势（MMF ：Magnetic Motive Force ）和变换后的电流形成的磁动势MMF 幅度一样。 ① 如何理解式（1-1）中的变换矩阵是等幅值变换？？？