电工电子技术及应用教学课件作者李海凤2.ppt

《电工电子技术及应用教学课件作者李海凤2.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、学习情境二日光灯的安装与测试12任务一学习单相正弦交流电路的基本知识任务二连接日光灯电路并测试返回任务一学习单相正弦交流电路的基本知识2.1.1认识正弦交流电在电力系统中，考虑到传输、分配和应用电能方面的便利性、经济性，大都采用交流电。工程上应用的交流电，一般是随时间按正弦规律变化的，称为正弦交流电，简称交流电。正弦交流电路是指含有正弦电源而且电路各部分所产生的电压和电流均按正弦规律变化的电路。一、正弦量的三要素图2一1画出了正弦量(以电流i为例)的一般变化曲线。电流i随时间的变化关系可用正弦函数表达，即下一页返回任务一学习单相正弦交流电路的

2、基本知识1.振幅和有效值正弦量的大小随时间做周期性的变化，最大幅值称为振幅，一也叫最大值。正弦量的最大值用带下标m的大写英文字母表示，如Lm、Um、Em分别表示正弦电流、正弦电压、正弦电动势的最大值。在图2-2中有两个相同的电阻R，其中一个电阻通以周期电流i，另一个电阻通以直流电流I，在一个周期内电阻消耗的电能分别为上一页下一页返回任务一学习单相正弦交流电路的基本知识2.角频率、频率与周期角频率式(2-1)中的。在数值上等于单位时间内正弦函数幅角的增长值，称为角频率，它的单位为rad/s(弧度每秒)，正弦量完整变化一周所需的时间称为周期

3、，用T表示，周期的单位是S(秒)。is内含有的周期数称为频率，用f表示，频率的单位是Hz(赫兹，简称赫)。由定义可知，频率与周期互为倒数，即3.相位角、初相和相位差式(2一1)中，wt+θi，是正弦交流电随时间变化的(电)角度。称为该正弦交流电的相位角，简称相位，单位是rad弧度)，为了方便一也可用度来表示。在t=0时的相位称为初相位，简称初相。上一页下一页返回任务一学习单相正弦交流电路的基本知识式(2一1)中的θi就是该正弦交流电的初相，其值与计时起点有关。θi的正负可以这样规定，当正弦量的初始瞬时值为正时，ei为正，初始瞬时值为负时，θi

4、为负即两个同频率正弦量的相位差等于它们的初相差。若θ=0,即θu.=θi这种情况称为与同相位，简称同相(图2一3(a))。若θ>0，表示θu.>θi，表明u的相位超前于u或i的相位滞后于侧图2一3(b)).若θ<0，表示θu.<θi;，表明。的相位滞后于i，或i的相位超前u。上一页下一页返回任务一学习单相正弦交流电路的基本知识若θ=θu.-θi=π这表明。与i在相位上相差7T角，这种情况称为。与i反相(图2一3(c))二、正弦量的相量表示法正弦量可以用不同的方式来表示，只要把三个要素表示清楚即可，正弦量的表示方法是分析正弦交流电路的工具。前面

5、已经用过两种方法表示正弦量，即三角函数式及其波形图表示，都很直观，但不便于计算。为了电路分析和计算的方便，经常采用相量表示法相量表示法是用相量或相量图来表示相对应的正弦量的方法，由于相量本身就是复数，下面将对复数及其运算进行简要说明。1.复数上一页下一页返回任务一学习单相正弦交流电路的基本知识一个复数A(如图2一4所示)可用下面四种形式来表示:1)代数式2)三角函数式令复数A的模

6、A

7、等于a，其值为正，θ角是复数A的辐角。3)指数式根据欧拉公式4)极坐标式上一页下一页返回任务一学习单相正弦交流电路的基本知识2.相量确定一个正弦量必须先确定它的

8、三要素，但在分析正弦交流电路时，同一电路中所有的电压、电流都是同频率的正弦量，而且它们的频率与正弦电源的频率相同(我国电网频率50Hz)，这样频率就可以当成一个已知要素来处理，因此，一个正弦量只需知道幅值(或有效值)及初相位两个要素就可以确定了。设正弦量为3.相量图设正弦量，其相量为应在复平面上可以用长度为最大值I,或有效值Im，与实轴正向夹角θ，为它的矢量表示，如图2一5所示。上一页下一页返回任务一学习单相正弦交流电路的基本知识这种表示相量的图称为相量图。有时为简便起见，实轴和虚轴可省去不画。同频率的正弦量可以画在一个相量图中，在相量图上

9、，能形象地表示出各正弦量的大小和相位关系。2.1.2正弦交流电路中的电阻、电感和电容由电阻、电感、电容单个元件组成的正弦交流电路，是最简单的交流电路。下面将分别对电阻、电感、电容元件的电压、电流关系进行讨论一、电阻元件的交流特性1.电压与电流的关系纯电阻电路如图2-7(a)所示，设流过电阻的电流的表达式为，根据欧姆定律有上一页下一页返回任务一学习单相正弦交流电路的基本知识由此可知，通过电阻中的电流L与它的端电压‘，是同频同相位的两个正弦量。于是可得出它们的波形图及相量图，如图2-7(b)和图2-7(c)所示。2.功率计算1)瞬时功率P电路任一

10、瞬时所吸收的功率称为瞬时功率，用P表示。它等于电压与电流瞬时值的乘积。为方便计算取θu=θu=0，则有2)平均功率(有功功率)P瞬时功率在一周期的平均值，称平均