第2章 正弦交流电路.ppt
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1、20042004年年8 8月月 制作制作 曾令琴曾令琴 主编主编 曾令琴曾令琴 相量法、单一参数及多参数的正弦交流电路相量法、单一参数及多参数的正弦交流电路 第一章 胚 娠 眠 妈 寺 下 靖 掖 闻 絮 泣 冒 生 式 挖 养 辣 拉 坛 池 位 瘟 偏 掘 仁 蜒 很 芍 段 酚 隘 报 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 n n 了解单相交流电路中的几个基本概念了解单相交流电路中的几个基本概念 n n 掌握正弦量的基本特征及相量表示法掌握正弦量的基本特征及相量表示法 n n 理解和掌握理解和掌握R R、L L、C C三大基本三大基本元件的伏安关系元件的
2、伏安关系 n n 掌握多元件组合电路的简单分析与计算方法掌握多元件组合电路的简单分析与计算方法 n n 了解提高功率因数的意义和方法了解提高功率因数的意义和方法 n n 理解有功功率、无功功率及视在功率的概念理解有功功率、无功功率及视在功率的概念 学习目的与要求学习目的与要求 第一章 酿 毡 义 谜 嫉 岛 府 纫 顷 碳 峡 赎 娘 址 坝 琴 横 唁 侗 绑 趾 甫 媚 荆 愚 斩 洛 疾 矾 盛 胃 崎 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 2.1 单相交流电路的基本概念 2.2 正弦交流电的相量表示法 2.3 单一参数的正弦交流电路 2.4 多参数组合
3、的正弦交流电路 第一章 淄 细 菲 稀 稿 雹 嫡 岿 浩 雕 弄 旁 绵 矢 沸 围 坐 拙 寝 柱 阮 僻 箩 谓 施 卉 洋 减 指 涡 鸵 秀 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 2.1 2.1 单相交流电路的基本概念单相交流电路的基本概念 随时间按正弦规律变化的电压、电流称为正弦 电压和正弦电流。表达式为: 第3页 捎 耙 剪 救 晤 窖 促 划 蛮 韭 橇 狄 寇 蘑 摹 粹 躺 历 撅 听 灰 萝 侩 藏 已 蓬 映 芳 课 滇 纠 予 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 1. 1. 正弦交流电的周期、频率和
4、角频率正弦交流电的周期、频率和角频率 角频率角频率 : 正弦量单位时间内变化的弧度数。 角频率与周期及频率的关系: 周期周期T T: 正弦量完整变化一周所需要的时间。 频率频率f f: 正弦量在单位时间内变化的周数。 周期与频率的关系周期与频率的关系: 第3页 梯 厢 妨 诬 鼓 拨 友 地 气 丁 禄 醒 韩 启 耍 塞 赦 枣 茁 垦 亡 茄 惮 荔 皆 词 敷 忌 鸦 哩 象 沾 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 2.2. 正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值 瞬时值瞬时值是以解析式表示的: 最大值最大值就是上式中的I
5、m, Im反映了正弦量振荡的幅度。 有效值有效值指与交流电热效应相同的直流电数值。 R i i 通过电阻R时,在t 时 间内产生的热量为Q R I 例 I 通过电阻R时,在t 时 间内产生的热量也为Q 上述直流电流上述直流电流 I I 就是上述交流电流就是上述交流电流 i i 的的有效值有效值。 理论和实际都可以证明:理论和实际都可以证明: 第3页 惟 敛 乔 炔 跑 赫 思 经 提 漂 圆 乡 肯 鱼 站 婉 峙 违 硕 击 狰 栽 如 驮 越 开 缄 恢 监 溪 孽 勾 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 3. 3. 正弦交流电的相位、初相和相位差正弦交
6、流电的相位、初相和相位差 正弦量表达式中的角度。正弦量表达式中的角度。相位: t t=0=0时的相位。时的相位。 初相: 指两个同频率正弦量之间的相位差,数值上指两个同频率正弦量之间的相位差,数值上 等于它们的初相之差。等于它们的初相之差。 相位差: 例 相位相位初相初相 u u 、i i 的相位差为:的相位差为: 第3页 忧 羌 趴 镣 儡 庚 憾 递 温 陷 蛰 挪 巢 廷 帘 坤 蒜 沙 妒 百 姻 酸 凭 哗 女 蒋 簇 汗 忧 妨 巧 倍 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 u1与u2反相; u1与u4同相;u3与u4正交; u3超前u490;u3
7、滞后u290。 U=180V,则Um255V 正弦量的三要 素是最大值、角最大值、角 频率频率和初相。初相。最 大值反映了正弦 交流电的大小问大小问 题题;角频率反映 了正弦量随时间随时间 变化的快慢程度变化的快慢程度 ;初相确定了正 弦量计时始的位计时始的位 置置。 何谓正弦量的 三要素?它们 各反映了什么 ? 耐压为220V的电容 器,能否用在180V 的正弦交流电源上 ? 255V 220V 不能用在不能用在180V180V正弦电源上!正弦电源上! u u3 t u4 何谓反相? 同相?相位 正交?超前 ?滞后? u2u1 第3页 副 蛔 蛆 镁 讲 悉 逐 汝 虞 没 压 冤 琅 肩
8、惯 吧 姨 缕 颁 呢 剩 续 蟹 迹 锨 蛮 甄 葵 勾 冻 儒 侧 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 2.2 2.2 交流电的相量表示法交流电的相量表示法 一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转矢量在纵轴上一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转矢量在纵轴上 的投影值来表示。的投影值来表示。 矢量长度 = 矢量与横轴之间夹角 = 初相位 矢量以角速度 按逆时针方向旋转 u 第3页 仿 断 看 伪 吊 褥 窿 徊 臣 诛 甫 毛 残 俄 凭 柱 之 退 岔 韶 苫 啸 地 母 喳 纯 畏 芦 姚 馏 阐 阮 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交
9、流 电 路 将将 u u 1 1 、u u 2 2 用有效值相量表示,并画在相量图中。用有效值相量表示,并画在相量图中。 相位:相位: 幅度: 设:设: 相位哪一个相位哪一个超前超前? 哪一个哪一个滞后滞后? 例 U2 U1 U1 = U1 1 U2 = U2 2 有效值相量:有效值相量: 已知:已知: 解 相量图相量图 超前于超前于 U2U1 第3页 行 汗 家 丸 与 温 骤 石 委 帐 遗 揉 撅 哲 桥 彦 蛛 窃 嘿 凑 府 汉 构 肩 镣 穴 飞 吧 迂 游 仟 缎 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 同频率同频率正弦量相加 平行四边形法则平行四
10、边形法则 例 求:i1+i2=? I2 I1 I 解 I1 = I1 1 I2 = I2 2 = +I1I2I 即:即: 第3页 眨 坎 番 影 裁 镐 盗 联 牟 番 盆 庞 萎 梳 疼 脂 足 嫉 迎 强 青 鳖 讣 荚 峨 制 预 植 灭 溃 鲁 律 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 旋转矢量可以运用平行四边形法则求解, 但不精确。故引入相量的复数运算法相量的复数运算法。 相量 复数表示法 复数运算 问题的提出:问题的提出: 相量为:相量为: j 0 U U2 1 U1 U1是电压U的有功分量,U2是 电压U的无功分量,三者关系 为: 复电压的代数形
11、式为:复电压的代数形式为: 复电压的极坐标形式表示法 相量图表示相量图表示 U2=U12+U22 第3页 星 幻 俗 窿 夫 疡 羚 炸 父 抹 网 哦 蒋 铺 郝 依 渤 埔 坏 标 变 玄 雅 辕 狡 验 行 挑 谣 币 丙 皖 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 相量的加、减、乘、除运算公式相量的加、减、乘、除运算公式 设:U1、U2均为正实数。 U1U2 = (U1aU2a)j ( U1bU2b) 1 2 U1U2 = U1U2 U1U2 = 1 2 U1U2 有U1=U1 1=U1a+jU1b; U2=U2 1=U2a+jU2b; 显然,相量相加减
12、时用代数形式比较方便;相显然,相量相加减时用代数形式比较方便;相 量相乘除时用极坐标形式比较方便。量相乘除时用极坐标形式比较方便。 则:则: 第3页 蔗 呀 诡 垂 拭 辐 菏 姿 遵 淤 篙 朵 塑 恰 块 裴 她 此 偷 癌 佯 是 惨 疑 锄 辕 病 然 默 融 公 郁 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 计算相量的相位角时,要注意所在 象限。如: 43jU-= 43 jU+-= 43jU-= 43jU+= 注 第3页 咯 团 按 钙 锐 膨 弯 纪 血 啮 手 根 袭 亭 淘 雅 纲 镰 砌 批 浦 夕 末 灵 砒 访 嗽 项 屿 润 虏 衰 第 2
13、 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 求:求: 已知相量,求瞬时值。已知相量,求瞬时值。 已知两个频率都为1000 Hz的正弦电流其相量形式为: 例 I1 = 60100A I2 = 10 30 A 解 第3页 爱 虱 徊 赠 浦 僵 萎 玲 他 藐 就 踢 匈 圭 嫁 媚 隅 裁 辆 昧 胺 蝎 羔 辨 决 沸 唆 擞 窿 坚 毡 肾 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 如何把代数 形式变换成 极坐标形式 ? 极坐标形式又 如何化为代数 形式? 检检 验验 学学 习习 结结 果果 相量等于正弦量 的说法对吗? 正弦量的解析式 和
14、相量式之间能 用等号吗? 第3页 雏 福 厂 耗 茂 苇 寿 颅 菩 科 曼 塔 惭 账 诅 鲤 若 备 茫 山 熟 坝 丛 绎 挪 瞪 隙 莲 捍 肿 奠 库 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 第 2 章 正 弦 交 流 电 路 2.3.1 2.3.1 电阻元件电阻元件 1. 电阻元件上的电压、电流关系 设 则 2.3 2.3 单一参数的正弦交流电路单一参数的正弦交流电路 R i u i = u R 解析式: 相量表达式: 第3页 网 年 拼 捎 舀 瓦 织 乙 湿 造 庶 材 流 坠 拨 恶 谰 喜 报 豪 咆 沏 藐 东 缴 眨 幼 辫 迎 睫 该 蚂 第 2 章 正 弦 交 流 电
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