《正弦交流电路》PPT课件.ppt

《正弦交流电路》PPT课件.ppt

《《正弦交流电路》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《正弦交流电路》PPT课件.ppt（50页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第三章正弦交流电路,3.1交流电的基本概念3.2正弦交流电的相量图表示法3.3纯电阻交流电路3.4纯电感交流电路3.5纯电容交流电路3.6RLC串联电路3.7提高功率因数的意义和方法3.8常用照明电路,31交流电的基本概念,一、什么是交流电,交流电与直流电的根本区别：

直流电的方向不随时间的变化而变化，交流电的方向则随时间的变化而变化。

二、交流电的产生,交流发电机模型,交流发电机原理示意图,当线圈在匀强磁场中以角速度逆时针匀速转动时，线圈将产生感应电动势。

设磁感应强度为B，磁场中线圈的长度为l，则当线圈旋转至与磁感线的夹角为时，其单侧线圈所产生的感应电动势为e=Blvsin，即e=Blvsint整个线圈所产生的感应电动势为,e=2BlvsintEmsint,式中，Em2Blv，为感应电动势的最大值。

五、正弦交流电的相位与相位差,相位正弦量在任意时刻的电角度，也称相位或相角，用表示，它反映了交流电变化的进程。

式中为正弦量在t=0时的相位，称为初相位，也称初相角或初相。

t=0时正弦量的瞬时值为正，则初相为正,t=0时正弦量的瞬时值为负，则初相为负,相位差两个同频率交流电的相位之差，用符号表示。

超前同相反相正交,e1超前e2,e1与e2同相,e1与e2反相,e1与e2正交,正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围。

角频率反映了正弦量的变化快慢。

初相位反映了正弦量的起始状态。

正弦交流电的三要素最大值、角频率和初相位。

【例31】已知两正弦电动势分别是：

e1=100sin（100t+60）V，e2=65sin（100t30）V。

求：

（1）各电动势的最大值和有效值；

（2）频率、周期；（3）相位、初相位、相位差；（4）画出波形图。

32正弦交流电的相量图表示法,旋转矢量与波形图的关系,有效值相量图,同一相量图中，各正弦交流电的频率应相同。

同一相量图中，相同单位的相量应按相同比例画出。

一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向，逆时针转动的角度为正，反之为负。

用相量表示正弦交流电后，它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。

应用相量图时注意以下几点：

【例32】已知u1=3sin（314t+30）V，u2=4sin（314t-60）V。

利用相量图求u=u1+u2和u=u1-u2的瞬时值表达式。

33纯电阻交流电路,纯电阻电路交流电路中只考虑电阻的作用。

一、电流与电压的相位关系,相量图,波形图,二、电流与电压的数量关系,在纯电阻电路中，电流与电压的瞬时值、最大值、有效值都符合欧姆定律。

三、功率,瞬时功率任一瞬间，电阻中电流瞬时值与同一瞬间的电阻两端电压的瞬时值的乘积，用PR表示。

功率曲线图,平均功率电阻在交流电一个周期内消耗的功率的平均值，又称有功功率，用P表示，单位仍是瓦（W）。

电压、电流用有效值表示时，平均功率P的计算与直流电路相同，即,【例33】已知某白炽灯的额定参数为220V/100W，其两端所加电压为u=220sin（314t）V。

试求：

（1）交流电的频率；

（2）白炽灯的工作电阻；（3）白炽灯的有功功率。

34纯电感交流电路,一、电感对交流电的阻碍作用,先接通6V直流电源，可以看到HL1和HL2亮度相同。

再改接6V交流电源，发现灯泡HL2明显变暗，这表明电感线圈对直流电和交流电的阻碍作用是不同的。

感抗电感对交流电的阻碍作用，用XL表示，单位为欧姆（）。

线圈的自感系数愈大，感抗就愈大。

交流电的频率越高，线圈的感抗也越大。

XL=2fL=L,二、电流与电压的关系,纯电感电路欧姆定律的表达式：

三、功率,纯电感电路不消耗能量，它是一种储能元件。

通常用瞬时功率的最大值来反映电感与电源之间转换能量的规模，称为无功功率，用QL表示，单位乏（Var）。

【例34】一个0.7H的电感线圈，电阻可以忽略不计。

（1）先将它接在220V、50Hz的交流电源上，试求流过线圈的电流和电路的无功功率。

（2）若电源频率为500Hz，其他条件不变，流过线圈的电流将如何变化？

35纯电容交流电路,一、电容对交流电的阻碍作用,先接通6V直流电源，灯泡HL1正常发光；灯泡HL2瞬间微亮，随即熄灭，说明直流电不能通过电容器。

再改接6V交流电源，两只灯泡都亮，但灯泡HL1要比HL2亮得多。

容抗电容对交流电的阻碍作用，用XC表示，单位为欧姆（）。

电容器的电容量越大，容抗越小。

交流电的频率越高，电容器的容抗越小。

二、电流与电压的关系,纯电容电路欧姆定律的表达式：

三、功率,纯电容电路的平均功率为0，说明纯电容不消耗功率纯电容电路的无功功率为：

【例35】容量为40F的电容接在的电源上，试求：

（1）电容的容抗；

（2）电流的有效值；（3）电流瞬时值表达式；（4）电路的无功功率。

36RLC串联电路,一、电容对交流电的阻碍作用,开关SA闭合后接交流电压，灯泡微亮。

再断开SA，灯泡突然变亮。

测量R、L、C两端电压UR、UL、UC，发现：

二、电压与电流的关系,RLC串联电路的总电压瞬时值等于多个元件上电压瞬时值之和，即：

对应的相量关系为：

图中阴影部分是一个三角形，称为电压三角形，它表明了RLC串联电路中总电压与分电压之间的关系。

电抗X=XLXC阻抗阻抗角,三、电路的电感性、电容性和电阻性,四、功率,视在功率电压与电流有效值的乘积，用S表示，单位为伏安（VA）。

视在功率并不代表电路中消耗的功率，它常用于表示电源设备的容量。

视在功率S与有功功率P和无功功率Q的关系：

称为功率因数。

五、电压三角形、阻抗三角形和功率三角形,电压相量图,电压三角形,阻抗三角形,功率三角形,37提高功率因数的意义和方法,计算电感性负载的有功功率，除考虑电压、电流的大小外，还要考虑电压、电流之间的相位差，即,对于纯电阻负载，对于电感性负载，,在电感性电路中，有功功率只占电源容量的一部分，还有一部分能量并没有消耗在负载上，而是与电源之间反复进行交换，这就是无功功率，它占用了电源的部分容量。

充分利用电源设备的容量减小供电线路的功率损耗,一、提高功率因数的意义,提高自然功率因数接电容器补偿,二、提高功率因数的方法,补偿电容器,38常用照明电路,一、常用照明方式,一般照明无特殊要求，为整个被照场所而设置的照明。

局部照明局限于某一工作部位的照明。

混合照明由一般照明和局部照明共同组成的照明称混合照明。

二、常用照明灯具,白炽灯荧光灯卤钨灯高压汞灯高压钠灯节能灯,三、荧光灯电路,荧光灯电路由荧光灯管、镇流器、启辉器等组成。