《课题正弦交流电》PPT课件

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1、2021/7/24南阳电力技校1课题三单相正弦交流电一、正弦交流电的基本概念1、定义：电流（i）、电压（u）、电动势（e）的大小、方向随时间按正弦规律变化的交流电。i=Imsin（ωt+Ψi）；u=Umsin（ωt+Ψu）e=Emsin（ωt+Ψe）iIm0Ttt1t2t4.t3一、正弦交流电的基本概念2、正弦量的三要素1）最大值（幅值）：在一个周期里最大的瞬时值叫最大值，用Im、Um、Em表示。2）角频率（ω）：正弦交流电每秒钟所经历的电角度。单位：弧度/秒（rad/s或1/s）频率（f）：交

2、流电在1秒内所变化的周数。周期（T）：交流电变化一周所经历的时间。T=1/f一、正弦交流电的基本概念ω=2π/T=2πf我国电力的标准频率为50Hz，周期为0.02s，角频率为314rad/s3）初相位（Ψ）：ωt+Ψ为正弦量的相位。t=0时的相位为初相位。一、正弦交流电的基本概念3、同频正弦量的相位差：两个同频率的正弦交流电在相位上的差值称为相位差,用φ表示。对于电压超前电流φ角。电压滞后电流φ角电压与电流同相相位差等于初相差一、正弦交流电的基本概念4、有效值在工程中，正弦电压与电流的计量不是

3、瞬时值也不是幅值，而是有效值。若有一交流电流i通过电阻R,在一个周期时间内消耗的电能,与数值为I的直流电流在同样的时间内,通过同一电阻所消耗的电能相等,则这直流电流I的数值就称为该交流电流i的有效值。正弦交流电的有效值等于它的最大值除以而与其频率及初相无关。例题分析例已知:i(t)=100sin(6280t-/4)mA,求：Im，，f，T，。解：因为所以解（1）例2：已知：i1=15sin(314t+45o)A,i2=10sin(314t-30o)A,（1）试问i1与i2的相位差是多少？（

4、2）在相位上i1与i2谁超前，谁滞后。在相位上，i1超前，i2滞后例3：已知u=Umsint,Um=310V,f=50Hz，试求有效值U和t=0.1s时的瞬时值。解一、正弦交流电的基本概念5、正弦量的相量表示方法用一带方向的线段表示，线段的长度表示正弦量的有效值，线段与水平线的夹角表示正弦量的初相位。0二、正弦交流电路中的电阻元件1、电流电压关系1）瞬时值关系设可见：UmuiIm0t电阻上的电压和电流为同频率的正弦量，二者同相电压的幅值等于电流的幅值乘以Ｒ2）有效值关系由瞬时值关系可见所以2

5、、功率关系1）瞬时功率瞬时功率等于在一个直流分量UI的基础上，叠加一个幅值为UI的正弦量。但总有p0。在任意瞬时，电压瞬时值u与电流瞬时值i的乘积，称为瞬时功率，用字母p表示。对于电阻元件：2）平均功率（有功功率）定义：瞬时功率在一个周期内的平均值。P=UI=I2R=U2/R例1：有一电阻炉，其额定电压UN＝220V，额定功率PＮ＝800W，试求电阻炉的额定电流IＮ和在额定工作状态下的电阻R。额定电流额定工作状态下的电阻解例２：一只100电阻接入50Hz、有效值为10V的电源上，问电流是多

6、少？若频率改为5000Hz呢？因电阻与频率无关，所以，电流不会因为频率的改变而改变。解三、正弦交流电路中的电感元件1、电流、电压关系1）瞬时值关系iuL设：u、i为同频率的正弦量，u在相位上超前i900u的幅值大小等于i的幅值乘以Lωu202）有效值关系定义感抗：表示电感线圈对电流的阻碍作应。单位：Ω。感抗感抗的性质在直流电路中相当于短路。在高频交流电路中相当于开路。电感元件的感抗与频率成正比。3）相量关系iuLL2、功率关系1）瞬时功率可见，p是以幅值为UI、角频率为2t变化的交变量。瞬

7、时功率当u与i的瞬时值为同号时，p0，电感元件取用功率(为负载)，磁能增加；当u与i的瞬时值为异号时，p0，电感元件发出功率(相当于电源)，元件的磁能减少。2）有功功率P3）无功功率由于电感元件在电路中没有能量损耗，只与电源间进行能量交换。其能量交换的规模我们用无功功率Q表示:为了与有功功率有所区别,无功功率Q的单位为乏(Var)或千乏(kVar).规定无功功率为瞬时功率p的幅值UI，即四、正弦交流电路中的电容元件1、电容元件的串联与并联1）电容器：可以储存电荷的容器。2）构成条件：正、负

8、极板；绝缘介质；电压差。3）单位：法（F）1μF=10-6F；1pF=10-12F4）电容器的容量决定于本身的结构，与外加电压的多少无关。对于一平板电容器，当极间为真空时的电容计算式为：C0=ε0S/dε0为真空介电系数,ε0=8.85×10-12F/m当极板间充满任一种电介质时C=εrC0=εrε0S/dΕr为相对介电系数。5）串联：1/C=1/C1+1/C2+1/C3n个电容C串联，总电容为C/n6）并联：C=C1+C2+C3n个电容C串联，总电容为nC2、电流、电压关系1）瞬时值关系iuC