单相正弦交流电路.ppt

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1、电工基础第一章基础知识第二章直流电路第三章正弦交流电路第四章三相电路第五章磁路与变压器上一页下一页返回第3章正弦交流电路实例引入：日光灯电路实训五：白炽灯调光实验3.1正弦交流电基本概念3.2正弦量的相量表示法3.3正弦交流电路中电压与电流的关系3.4白炽灯串电感调光电路的阻抗计算及功率因数实训六：日光灯电路的阻抗计算上一页下一页返回实例引入：日光灯电路正弦交流电得到广泛应用:正弦交流电容易产生，并能用变压器改变电压，便于输送和使用；交流电机结构简单、工作可靠、经济性好上一页下一页返回图3.1白炽灯电路图3.2日光灯电路上一页下一页返回镇流器串联在电路

2、中，它的作用是帮助灯管启动，灯管正常发光时稳定电流；启辉器并联在灯管两端，它是帮助灯管启动的。日光灯发光原理简单叙述如下：开关闭合，电源接通。此时灯管未发光，电压全加在启辉器上，启辉器动静触片接触，使电路接通，灯管中灯丝有电流通过。此时启辉器动静触片断开，整个电路电流突然中断，镇流器此时产生很高的感应电动势，与电源电压串联后，全部加在灯管两端。使灯管内汞气弧光放电，紫外线激发荧光粉，发出近似日光的可见光。上一页下一页返回实训五：白炽灯调光实验一、实训目的1.掌握白炽灯串联电感调光电路的组成及接线，如图3.3所示。2.了解正弦交流电路的组成特点。3.体会

3、交直流电路的区别。4.掌握交流电路的测量方法。图3.3白炽灯串联电感调光电路上一页下一页返回二、原理说明一个“220V，20W”的镇流器，将它与白炽灯串联后接在市电上，会发生什么现象？白炽灯亮度变暗，经过一段时间镇流器只微微有点发热。因为白炽灯相当于一个纯电阻；镇流器基本相当于一个纯电感，功耗很小，又能够起到分压的作用。上一页下一页返回三、操作步骤1．按图3.3装接白炽灯调光电路，使灯泡点亮。2．测量环路电压（不并联电容）用万用表交流电压挡分别测量市电U、镇流器两端的电压U1及白炽灯两端电压U2，将结果填入表3-1中。注意比较U、U1、U2在数值上的关

4、系。表3-1调光电路的电压测量市电U（V）镇流器电压U1（V）灯管电压U2（V）不接入电容C接入电容C上一页下一页返回3．观察u1、u2的相位关系用示波器的两个通道同时观察镇流器两端电压u1及灯泡两端电压u2的波形。仔细调节示波器，屏幕上显示图3.4的波形。测量时要注意：（1）如图3.5（a）所示，示波器两个探头的接地端必须同时接在B点，两个探针分别接于A点和C点。否则，如果照图3.5（b）接线会造成镇流器短路，灯泡此时仍接在220V电源上，这是因为两个接地端在示波器内部是连在一起的。（2）按照图3.5（a）接线后，因为u1与u2的参考方向取的相反，其

5、中的一个波形必须取反后才能在同样的参考方向下进行比较。最后示波器上显示图3.4的波形。上一页下一页返回图3.4u1与u2的波形上一页下一页返回(a)正确测量法(b)错误测量法图3.5观察双踪波形时的两探头位置上一页下一页返回4.白炽灯调光电路并联电容在白炽灯调光电路中电源输入两端并联电容C=2F，耐压400V，重复步骤2及3，观测并联电容C对测量结果的影响。上一页下一页返回四、分析思考经过上述的实验，我们可以看到以下现象：1．在步骤3中我们观察到的镇流器两端电压u1及白炽灯两端电压u2的波形都是按正弦规律变化的，称为正弦交流电。仔细观察波形，思考正

6、弦交流电的特征是什么？上一页下一页返回2．分析表3-1所记录的数据，我们发现了一个令人费解的现象：电路的端电压不等于各分电压之和，即UU1+U2，且UU1+U2。显然，直流电路分析与计算电路的方法并不能完全照搬到交流电路。之所以会出现上述现象，是因为电路中出现了电感性与电容性负载。那么在由电阻、电感、电容组成的交流电路中，如何分析电路特性和计算电路参数呢？上一页下一页返回3．在观察波形时，我们发现电压u1及u2存在一定的相位差。相位在交流电路是一个十分重要的物理量。当同一个电流流过不同类型的负载时，负载上电压的相位不同。上一页下一页返回4．从表3-

7、1中还可以看出，没有接入电容C时，u1及u2之间的相位差接近于/2，也就是说，镇流器（电感）上的电压超前白炽灯（电阻）上的电压/2，这是一个十分重要的现象。我们还发现，并联电容之后，出现了两个现象：一是虽然UU1+U2，但U1和U2的值都比原来缩小了，U1与U2之和较接近于U了；二是u1及u2之间的相位差也缩小了。这是提高电感性电路用电质量常用的方法，问题的归结点仍旧是电感与电容元件的特性不同。上一页下一页返回由此可见，在分析交流电路时，必须了解交流电路与直流电路的区别，掌握交流电路的特点与应用，找出适用于交流电路分析与计算的方法来。图3.3电路

8、的定量计算请参见本章3.4节。上一页下一页返回3.1正弦交流电基本概念正弦量的三要素指的就是频