实用汽车电工电子技术资源《实用汽车电工电子技术》杨屏主编

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1、实用汽车电工电子技术杨屏李刚制作模块三正弦交流电【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33.1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43.1认识正弦交流电【基

2、本理论知识】1、正弦交流电的概念电流或电压随着时间按照正弦规律变化，称为正弦交流电流或正弦交流电压。Tu图3-1正弦交流电52、正弦交流电的三要素以正弦电压为例，瞬时电压u随着时间t的变化而变化。可以将正弦量用下面的式子来表示。62、正弦交流电的三要素振幅Um、角频率ω和初相位φ称为正弦量的三要素，表示正弦量。TutφUm0图3-2正弦交流电的三要素73、正弦交流电的相位差相位差指的是两个同频率正弦量的相位之差，即为初相位之差。ut0u2(c)u1ut0u1u2(e)(b)(a)ut0u1u2ut0u1u2ut0u1u2(d)84

3、、正弦交流电的有效值交流电的有效值是根据电流的热效应规定的。5、正弦交流电的相量表示交流电的有效值是根据电流的热效应规定的。相量的长度代表正弦量的最大值；相量与X轴的夹角代表正弦量的初相位；相量是以ω的角速度，按逆时针方向旋转。93.2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103.2单一元件交流电路【基本理论知识】1、纯电阻电路纯电阻电路是只有电阻负载的交流电路。电压电流iRR~UR~图3-5纯电阻电路11纯电阻电路基本结论：电压和电流为同频率的

4、正弦量；即ω相同。电阻上的电压和电流同相位；即φ相同。有效值关系：欧姆定律的相量形式：瞬时功率：功率随着时间的变化而变化；电阻始终在消耗功率，所以电阻是一个耗能元件。平均功率：12图3-7纯电阻电路瞬时功率Umωt0u2u1Imp132、纯电感电路纯电阻电路是只有电感负载的交流电路。电压电流电压电流的相位关系出现相位差。14纯电感电路基本结论：电压和电流为同频率的正弦量；即ω相同。电感上的电压相位超前电流相位90°。有效值关系：XL称为感抗，感抗反映了电感元件对正弦交流电流的阻碍作用感抗的值随频率变化而变化的。频率越低，感抗就越小

5、；直流时，感抗为零，电感相当于短路。因此电感线圈在交流电路中有“通直流阻交流”的特性。1516纯电感电路基本结论：在一个周期内，电感吸收的电能等于它释放的磁场能，它不消耗能量，只是在电路中起能量交换作用。电感平均功率为零。无功功率：反映电感在电路中与电源进行的能量交换的大小。用代表无功功率，单位是乏(Var)或千乏(kVar)。173、纯电容电路纯电阻电路是只有电容负载的交流电路。电压电流电压电流的相位关系出现相位差。18纯电容电路功率：电压和电流为同频率的正弦量；即ω相同。电容上的电压相位滞后电流相位90°。有效值关系：XC称为

6、容抗，容抗反映了电容元件对正弦交流电流的阻碍作用容抗的值随频率变化而变化的。频率越低，容抗就越大；直流时，电容相当于开路路。因此电感线圈在交流电路中有“通交流阻直流”的特性。1920纯电容电路功率：在一个周期内，电容吸收的电能等于它释放的磁场能，它不消耗能量，只是在电路中起能量交换作用。电容平均功率为零。无功功率：反映电容在电路中与电源进行的能量交换的大小。用代表无功功率，单位是乏(Var)或千乏(kVar)。213.3组合元件交流电路【本节目标】了解串联交流电路中的电压电流关系理解三个三角形的意义会分析组合元件交流电路223.3

7、组合元件交流电路1、电阻与电感的串联电路分析串联电路有一个原则就是电流唯一。23242、电阻与电容的串联电路R-C分析过程与R-L过程类似。，称为功率因数，它反映出电路对于电源输送功率的利用率，即有功功率于视在功率的比值。253、电阻与电感和电容的串联电路263、电阻与电感和电容的串联电路若，总电压超前电流，电路呈感性；若，总电压滞后电流，电路呈容性；若，总电压与电流同相，电路呈阻性。273.4谐振【本节目标】理解谐振的物理意义了解谐振电路中的电压电流关系和特性了解对电路的固有频率进行判定和测试283.4谐振1、谐振频率在R-L-

8、C串联电路中，当XL=XC时，电流与电压同相位，电路处于谐振状态。谐振的条件是：XL=XC。谐振频率f0仅由L和C决定，反映的是电路本身的固有性质。292、谐振的特点总阻抗最小。总电流最大。电阻两端电压等于总电压，电感和电容两端电压等于电源电压的Q