PPT电工基础课件-模块5单相正弦交流电路.ppt

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1、模块五单相正弦交流电路教学重点：1.了解正弦交流电的基本物理量，掌握正弦量的旋转表示法2.熟悉纯电阻、纯电感、纯电容电路及串联、并联交流电路3.掌握交流电路的功率与电能的测量以及提高电路功率因数的意义及方法第一单元正弦交流电交流电：大小和方向都随着时间都做周期性变化的电流或电压称为交流电大小：电流或电压绝对值的大小方向：电流或电压值的前面的符号如果黄色方向表示正方向，那么蓝色箭头所指的方向即为负方向任务1正弦量解析式和波形图一、正弦交流电手摇发电机12种转接线手摇发电机基本原理t(s)i输出电流输出电流表达式：二、正弦交流电的三要素幅度频率初相位1.表示正弦交流电大小的

2、物理量幅度t(s)iIm幅度幅度实际上就是交流电的最大值幅度又称为振幅、幅值、峰值有效值定义：让交流电和直流电分别通过阻值相等的电阻，在相同时间内他们产生的热量相等，这个直流电就与交流电具有相当的热效应，直流电的数值叫做交流电的有效值。A组B组实验证明：或者t(s)iImI瞬时值交流电在某一瞬间的值大小方向表达式t(s)波形图2.表示正弦交流电变化快慢的物理量周期t(s)i正弦交流电完成一次周期性变化过程所用的时间称为周期，用T表示，单位S频率美女拍球是在做周期性的运动美女1秒钟拍球的个数即为频率正弦交流电在1s钟内完成周期性变化的次数即为频率，用f表示，单位Hz，赫兹

3、t(s)i问题：如图正弦交流电T=0.5S,那么次交流电的频率是多少？我们所使用的交流电周期是0.2S，即频率50Hz小常识1秒钟有2个周期，或者说1秒钟重复了2次，所以频率应为2小美女在重复转圈圈，那么小美女做的是什么运动？周期运动小美女1秒钟转10圈，那么小美女旋转频率f是多少呢？f=10小美女在转1圈，是360°或者2π，那么小美女1秒钟要转多少度呢？3600°或者20πt(s)i输出电流发电机转子旋转一圈输出的正弦电流为一个周期,正弦电流频率为f,那么发电机转子每秒转多少圈呢？f圈角频率发电机转子旋转一圈360°或者2π,发电机转子每秒转f圈，那么发电机转子每秒

4、转多少度？2πf°我们把转子在1秒钟内转过的角度称为正弦交流电的单位rad/s，弧度每秒幅度角频率？3.表示正弦交流电进程的物理量初相位与相位运动员的起跑非常重要，跑早了会犯规，晚了又会影响成绩t(s)i正弦信号就是一成不变的吗黄色提前于红色，蓝色滞后于红色，这种提前与滞后在正弦交流电中用初相位来表示。单位rad，弧度如果正弦交流电没提前也没滞后，就从原点出发呢？产生初相位不同的原因是什么？t(s)i输出电流正弦交流电是由手摇发电机产生的，张三提前摇了，李四按时摇了，王二麻子滞后摇了，那么初相位就不同了产生初相位不同的原因是抢跑与晚跑零电动势面幅度频率初相位4交流电的三

5、要素任务2旋转矢量法1.画一条基线一、正弦量的矢量表示法矢量表示式为第二单元纯电阻、纯电感、纯电容电路所谓纯电阻、纯电感、纯电容是指电路中只有电阻，或者只有电感，或者只有电容的电路。任务1纯电阻电路通常情况下，将电能转化为热能的电路以纯电阻电路为主。一、电压、电流关系纯电阻电路Rui参考方向t(s)u电压、电流图形比较UmiIm问：如何判断角频率ω相同呢？由于周期T相同,所以频率f相同,所以角频率ω也相同。归纳：电阻元件上的正弦电压和电流在数值上遵循欧姆定律，在相位上相同。问：如何判断相位相同呢？相位是sin(里面的内容),上面式子里面相位都是ωt，因此相位相同。基线u

6、i基线纯电阻电路向量图二、电阻元件的功率1.瞬时功率由于其中U,I均为有效值ωtuUmiIm-UIcos2ωtUIUI(1-cos2ωt)UI(1-cos2ωt)ωtUI瞬时功率为正值，说明元件吸收电能2.平均功率瞬时功率随时间的变化而不断变化，但在一段时间内做的功平均一下时间将是一个定值，即平均功率。一般情况下，人们只关心平均功率电阻的平均功率为UI，为正值，说明电阻是耗能元件。任务2纯电感电路一、电压、电流关系纯电感电路Lui参考方向直流电路中电感可认为是一根导线，但在交流电路中有：或者t(s)u电压、电流图形比较UmiIm问：如何判断角频率ω相同呢？由于周期T相同

7、,所以频率f相同,所以角频率ω也相同。问：如何判断相位正交呢？基线ui纯电感电路向量图二、电感元件的功率1.瞬时功率由于其中U,I均为有效值由于t(s)uUmiImUIsin2ωtUI瞬时功率有正值也有负值，说明电感元件即吸收电能又释放电能2.平均功率电感的平均功率为0，说明电感是不是耗能元件，它只是将电能转化为磁场能，再将磁场能以电能的形式归还给电路，只有能量的转换，而没有能量的损耗。3.无功功率电感没有能量的损耗，但是它有能量转换，即它把电能转换为磁场能，又把磁场能转换为电能，这种只转换能量而不消耗能量的方式用无功功率来计算。电容没有