《实用汽车电工电子技术》模块3-LM综述ppt课件.ppt

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1、第3章正弦交流电路模块三正弦交流电【学习目标】理解单相交流电路中的基本概念理解和掌握R、L、C三大基本元件的伏安关系理解有功功率、无功功率及视在功率的概念理解对称三相交流电的概念以及三相电路中相电压、线电压的关系。掌握多元件组合电路的简单分析与计算方法。2模块三正弦交流电【主要内容】3.1认识正弦交流电3.2单一元件交流电路3.3组合元件交流电路3.4谐振3.5三相交流电343.1认识正弦交流电【本节目标】了解单相交流电路中的基本概念理解正弦量三要素的意义掌握两个正弦量之间的相位关系和运算关系单相交流电路的基本概念大小和方向均随时间变化的电压或电流称为交流电。如等

2、腰三角波矩形脉冲波正弦波其中，大小和方向均随时间按正弦规律变化的电压或电流称为正弦交流电。了解和掌握正弦交流电的特点，学会正弦交流电路的基本分析方法，是本章学习的目的。1.正弦交流电的频率、周期和角频率正弦交流电的三要素正弦量数学表达式T=0.5sω=4πrad/s单位是每秒弧度u(i)交流电一秒钟内经历的电角度称为角频率，用ω表示。交流电变化一个周期，相当于发电机绕组转动了弧度或3600。1）角频率T=0.5s单位是秒2）周期交流电完成一次周期性变化所需要的时间叫做交流电的周期。用T表示。u(i)3）频率1秒钟f=2Hz单位赫兹u(i)交流电在1s内完成周期性变

3、化的次数称为交流电的频率，用f表示。显然2.正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值交流电随时间按正弦规律变化，对应各个时刻的数值称为瞬时值，瞬时值是用正弦解析式表示的，即：瞬时值是变量，注意要用小写英文字母表示。(1)瞬时值(2)最大值正弦量振荡的最高点称为最大值或峰值，用Um(或Im)表示有效值是指与交流电热效应相同的直流电数值。Ri在t时间内产生的热量为Q例在t时间内产生的热量也为Q两电流热效应相同，可理解为二者做功能力相等。我们把做功能力相等的直流电的数值I定义为相应交流电i的有效值。有效值可确切地反映正弦交流电的大小。(3)有效值有效值用U或I表示。RI理论和

4、实践都可以证明，正弦交流电的有效值和最大值之间具有特定的数量关系，即：3.正弦交流电的相位、初相和相位差显然，相位反映了正弦量随时间变化的整个进程。初相确定了正弦量计时开始的位置，初相规定不得超过±180°。(1)相位(2)初相正弦量与纵轴相交处若在正半周，初相为正。正弦量与纵轴相交处若在负半周，初相为负。例u、i的相位差为：显然，两个同频率正弦量之间的相位之差，实际上等于它们的初相之差。已知(3)相位差，求电压与电流之间的相位差。解注意不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念。相位差不得超过±180°!思考回答何谓交流电的三要素？它们各反映了什么？耐压为220V的

5、电容器，能否用在180V的正弦交流电源上？何谓反相？同相？超前？滞后？正弦量的三要素是指它的最大值、角频率和初相位。最大值反映了交流电大小的变化范围；角频率反映了交流电变化的快慢；初相位反映了交流电的初始状态。不能！因为180V的正弦交流电，其最大值≈255V>180V!u1与u2反相，即相位差为180°；u3ωtu4u2u1uu1与u4同相，即相位差为零。【例2-1】某正弦电压的最大值Um=310V,初相φu=300;某正弦电流的最大值Im=14.1A,初相φi=-600。它们的频率均为50Hz。（1）分别写出电压和电流的瞬时值表达式。（2）正弦电压和电流的相位

6、差。解：答：电压和电流的瞬时值表达式分别是310sin(314t+300)V，14.1sin(314t-600A，正弦电压和电流的相位差是900。(1)(2)【例2-2】设在工频电路中，电流i=Imsin(ωt+1200）,已知接在电路中的安培表读数为1.3A，求初相位和t=0.5s时的瞬时值。解：答：初相位是2π/3rad，t=0.5s时的瞬时值是1.59A。(1)(2)初相位:最大值:角频率:则:当t=0.5s时：在分析正弦交流电路时，同一电路中的所有电压、电流都是同频率的正弦量，且频率与电源的频率相同。前提：一个正弦量由最大值（或有效值）和初相位两个要素也能

7、确定。因此：描述正弦交流电的有向线段称为相量。符号表示：正弦量：在复平面上可以用长度为最大值Im,与实轴正向夹角为φi的有向线段表示2.2　正弦交流电的相量表示方法正弦量：例：相量的运算利用平行四边形法则进行运算，如图所示183.2单一元件交流电路【本节目标】了解单一元件交流电路中的电压电流关系理解感抗、容抗、有功功率、无功功率概念会分析单一元件交流电路单一参数的正弦交流电路1.电阻元件（1）电阻元件上的电压、电流关系iRu电流、电压的瞬时值表达式相量图u、i即时对应！u、i同相！u、i最大值或有效值之间符合欧姆定律的数量关系。相量关系式UI（2）电阻元件上的功率

8、关系1)瞬