《电工电子技术》-正弦交流电路.ppt

1、第二章正弦交流电路，2.1正弦交流的基本概念2.2正弦量的相量表示法2.3单残奥仪表交流电路2.4 R，l，c串联交流电路2.5阻抗的串联和并联2.6功率因数的提高和有功功率的测定2.7三相交流电路，2.1正弦交流的基本概念， 2.1.1正弦交流的一些基本概念由于交流的大小随时变化，所以把某一时刻的电量称为交流的瞬时值，交流电量一般用小写字母表示，比如表示交流电流，表示交流电压。 时间为横轴，交流电流或交流电压为纵轴，可以描绘交流量瞬时值随时间变化的图表，称为交流波形图。 下图是正弦交流波形图，(a )是正弦交流电流波形，(b )是正弦交流电压波形。 从(a )正弦交流电流波形、(b )正弦交

2、流电压波形、交流波形图，可以写出交流量瞬时值和时间变化的数学关系式，将该式称为交流量的瞬时值式。图b瞬时值表达式为：图a瞬时值表达式为：2.1.2正弦量三要素，最大值(或)、角频率()和初始相角(或)是决定正弦量变化特征的三要素。一、最大值(振幅)和有效值是正弦量(正弦交流电流和正弦交流电压)在它们的变化过程中能够达到的最大值，也称为最大值，也称为振幅，一般用大写字母加上“m”来表示。 为了准确反映交流电能量转换的实际效果，工程上通常使用有效值来表示正弦量。 以交流电流为例，其有效值为，一个交流电流和一个直流电流分别通过相同的电阻r，如果在某个同一时间t (交流电流周期)内产生相同的热效应，则

3、该交流电流的有效值等于直流电流的大小。 根据定义，二、周期、频率和角频率、周期、频率和角频率是表示正弦电力量随时间变化之快的物理量。 正弦变量随时间变化经过一周的时间称为周期，用大写字母表示，单位为秒(s )。 正弦量在1秒钟内反复变化的周期频率称为频率，用小写字母表示，单位是赫兹(Hz )，在1秒钟内变化1周期时频率是1Hz。 周期与频率互为倒数的关系：在我国，发电厂供给的交流电的频率为50Hz，是其周期，该频率又称工业标准频率，又称商用频率。 三、初始相位、值的大小称为相位角，简称为相位。 将校正时起点处的相位角称为初始角，将初始角、(b )、(a )、(c )、2.1.2同频率正弦量的相

4、位差称为相位差，将两个同频率正弦交流电量之间的相位差称为相位差，在字母表中，例如，正弦交流电压：正弦交流电流：正弦交流电压与正弦交流电流的角频率相同， 它们之间的相位差为：(a )、(a )、(b )迟于、(a )的2.2.1复及复运算，一、复、复的代数表示形式为：向量的模式(实部和虚部的均方根)为：向量与实轴所成的角偏角，即、2.2.2正弦量的相量表示法、旋转向量表示正弦量，用有效值和初相形成的复数来表示正弦电量，将这种方法称为相量：例如正弦电流的相量是：或有效值，二、已知正弦电压：相应的电压相量是已知正弦电流：相应的电流相量是： 电压相量和电流相量的模式可分别以确定的比例进行选择，相量图如

5、下：2.2.3正弦量的相量运算、多个同频率正弦相量下应特别注意的是，相量不在意角速度，因此只有以相同频率的相量进行运算才有意义。 已知例题2-4、正弦电流，修正两者之和，制作相量图。 订正计算过程请参考书。 相量图是2.3单残奥仪表交流电路，2.3.1单电阻元件正弦交流电路，一、单电阻元件正弦交流电路的电压与电流的关系，单电阻元件正弦交流电路的电压与电流的关系，2电压与电流的数值关系，有效值之间遵循欧姆定律。 3电压和电流的相位关系，同相位。 二、单电阻元件正弦交流电路的欧姆定律的相量形式，或三、单电阻元件正弦交流电路的功率、1瞬时功率、2平均功率、平均功率(或有效功率)等于交流电路中的正弦交

6、流电压与正弦交流电流的有效值之积。2.3.2单电感元件交流电路、一、电感元件的伏安关系、单线性电感元件，当电流流过导线时，其周围存在磁场。 在实际工序中，为了增强磁场，将紧密绕导线一周的线圈称为电感线圈。 是常数，称为电感。2电感元件的伏安特性、电感元件的伏安关系式为： 2、单一电感正弦波交流电路的电压与电流的关系、1电压与电流的频率关系、电感元件两端的端子电压和通过它的电流为相同频率的正弦波电量。 二值关系，电压和电流的有效值表达式称为：电感，单位为欧姆。 电感的大小为：3相位关系，正弦电压超前正弦电流90。电感元件中电压与电流的相位关系的相量图、2、单一电感正弦波交流电路的功率、1瞬时功率

7、、2平均功率、=0、3无效功率、瞬时功率的最大值为无效功率、2 .2电压与电流的数值关系、最大值、有效值、电压有效值与电流有效值之比、3电压与电流的相位关系、电容元件的电压、延迟电流、90、2、单一电容元件电路的功率、1瞬时功率、2平均功率、3无功功率、第2章正弦交流电路、2.4 R在本节中，基于上一节所介绍的单一正弦波交流电路，对电阻、电感、电容元件串联电路和并联电路中的电压、电流r、l、c串联交流电路如下图所示，设置有、(a )时域模型、(b )相量模型、2.4.1电路上的电压、电流关系、上图所示的电路如果引入复阻抗的概念，电压相量和电流相量之间将形成符合欧姆定律的形式。得：二、复阻抗、1

8、复阻抗被认为代数形式、复阻抗的代数形式与串联电路中的电路元件直接对应，它是实部为串联电路中的电阻，虚部为感应电阻与电容电阻的差，被称为电抗，被称为电抗，极坐标形式由于2阻抗三角形、电阻、电抗、阻抗模式：阻抗角：阻抗三角形、3电压、电流的相位变换、电感、电容元件的平均功率为零，所以平均功率p也可以用下式校正四、视在功率、正弦交流电路电压和电流有效值之积UI称为视在功率，用大写字母s表示。 也就是说，对于五、功率三角形，在功率s、平均功率p和无效功率q之间存在、2.5阻抗的串联和并联、2.5.1阻抗的串联，多个阻抗串联可以使用一个等效的串联，z为串联阻抗的等与各串联阻抗之和相等，即、二、阻抗串联谐

9、振，包含电感和电容元件的无源二端子网络，在某种条件下，电路串联电阻，即网络中的电压和电流同相，电感在与电容电阻相等的r、l、c的串联电路中发生的谐振现象阻抗串联具有分压的作用。 产生阻抗串联谐振的条件描述了w、l、c这三个残奥仪表中的任一个在、和调节电路中可能在阻抗串联电路中产生谐振现象。 2.5.2阻抗并联、一、阻抗并联的基础知识，z是并联阻抗的等效阻抗，其倒数用各并联阻抗的倒数之和，即：导纳表示：阻抗并联有分流的作用。二、阻抗串联谐振、阻抗并联谐振发生的条件，说明在、调整电路中，w、l、c这三个残奥仪表中的任意一个，有可能在阻抗串联电路中发生谐振现象。 2.6功率因数的提高和有功功率的测量

10、，2.6.1功率因数的提高，功率因数与电路中的电感和电感首先不同，即取决于负载的性质和残奥仪表。 功率因数低会产生1发电设备的容量不能充分利用的问题。 2功率因数低，输电线损耗大。 在我们的现实生活中，许多负载是电感性的，所以提高供电系统功率因数的主要方法是在电感性负载的两端并联连接电容值适当的电容器，这种电容器称为补偿电容器。 2.6.2有效功率的测量、2.7三相交流电路、2.7.1三相交流电源、是电动势的最大值。 对称三相电动势的一个重要特征是它们的瞬时值之和为零。 在、电路分析和校正中，一般用电源电压表示电源的作用效果。 其参考方向从绕组的始端指向终端方向，与电源电动势的方向相反，大小相等。 三相交流电源连接、相量式为、2.7.2三相交流电源连接、一、星形()连接2.7.3三相交流负载的连接、一、三相交流负载的连接方法、单相负载、生活中大量使用的照明灯具、家电产品的额定电压均为220V，根据上述原则，必须将这些负载