电工技术基础(李娅)第三单元.ppt

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1、第三单元交流电路分析与测试4.了解功率因数及提高功率因数的方法。知识目标：1.理解正弦交流电的特征，掌握正弦交流电的表示方法。2.掌握简单交流电路的分析方法。3.理解电路谐振的概念及串联谐振和并联谐振的特点。技能目标：1.会使用示波器测量交流电的最大值和周期。2.会用三表法测量RLC串联交流电路的等值参数。知识点一正弦交流电的基本概念模块一正弦交流电的基本概念●交流电与直流电的特点直流电的大小、方向不随时间变化交流电大小和方向随着时间的变化而变化锯齿波矩形波正弦波●正弦交流电的三要素正弦交流电的瞬时值表达式i=Imsin(ωt

2、+ψi)幅值Im角频率ω初相位ψ正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值瞬时值是变量，注意要用小写英文字母表示。(1)瞬时值(2)最大值正弦量振荡的最高点称为最大值，用Im(或Um)表示。有效值是指与正弦量热效应相同的直流电数值。(3)有效值正弦交流电的周期、频率和角频率正弦量变化一个循环所需要的时间称周期，用T表示。T=0.5s正弦量一秒钟内经历的循环数称为频率，用f表示。正弦量一秒钟内经历的弧度数称为角频率，用ω表示。1秒钟f=2Hz单位是赫兹单位是秒ω=4πrad/s单位是每秒弧度正弦交流电的相位、初相初相是对应t=0时的电角

3、度；初相规定不得超过±180°(1)相位(2)初相相位是随时间变化的电角度，是时间t的函数。●交流电的相位差0u1u245-45180ωtu36090-90●两个同频率正弦量之间的相位差，等于它们的初相之差●不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念●相位差不得超过±180°同频率正弦量的相位差●正弦交流电的相量表示法相量法——用复数表示正弦量复数的几种形式实轴虚轴代数式指数式模值辐角复数的四则运算法则加、减运算乘、除运算正弦交流量的相量（复数）的表示形式实部a虚部jb相量图有效值初相角例题写出下列各正弦电压、电流对应的相量形式，

4、画出相量图并比较各正弦量超前、滞后关系。（1）（2）（3）U1I1U2技能实训二测量交流电的最大值和频率任务用示波器测量正弦交流电的最大值和周期。知识点一纯电阻电路模块二单相正弦交流电路分析●电阻电路电压和电流的关系Rui有效值相量式瞬时值◆电阻元件电流与电压同相位cosφ=1电流与电压的相位关系●电阻电路的功率有功功率（平均功率）知识点二纯电感电路●电感电路电压与电流的关系瞬时值◆当电流不随时间变化时，电感电压等于零，电感元件在直流电路中视为短路。◆电感元件在任一时刻的电压取决于此时刻电流的变化率，电流变化越快，电压越大；电

5、流变化越慢，电压越小。有效值感抗◆电感元件具有“阻交流通直流”的特性相量式纯电感电路中电流与电压的相位关系◆电感元件电流滞后电压900●电感电路的功率有功功率无功功率◆电感元件为储能元件已知一电感元件，接在电源上。求电感元件的画出电压、电流相量图。例题1知识点三纯电容电路●电容电路电压与电流的关系Cui瞬时值◆电容元件在任一时刻的电流取决于此时刻电压的变化率，电压变化越快，电流越大；电压变化越慢，电流越小。◆当电压不随时间变化时，电容电流等于零，在直流电路中电容元件视为开路。有效值容抗◆电容元件具有“隔直通交”的特性相量式Cu

6、i纯电容电路中电流与电压的相位关系◆电容元件电流超前电压900●电容电路的功率有功功率无功功率◆电容元件为储能元件已知一电容元件，接在电源上。求电容元件的画出电压、电流相量图。例题2例题3R=100Ω时，已知电源，分别接入R=100Ω、L=0.637H、C=0.4μF时，求电流及功率。画出电压、电流相量图。解：U=220V,ω=314I=U/R=220/100=2.2A与电压同相P=UI=220*2.2=484WXL=ωL=314*0.637=200ΩL=0.637H时，I=U/XL=220/200=1.1A滞后电压90°Q=

7、UI=220*1.1=242varC=0.4μF时，XC=1/ωC=80ΩI=U/XC=220/80=2.75A超前电压90°Q=UI=220*2.75=605var知识点四RLC串联电路和并联电路的分析●欧姆定律和基尔霍夫定律的相量形式欧姆定律KCLKVL●RL串联电路的分析LRULURUIRL串联流过R与L的电流相等R的两端电压大小UR=I*R与电流同相L的两端电压大小UL=I*XL超前电流90°总电压的合成符合2个力的合成方法IURULUφ总电压大小U=UR2+UL2超前电流φURULUφ电压三角形RXLZφ阻抗三角形L

8、RULURUIURULUφ电压三角形RXLZφ阻抗三角形P=I*UR=I*U*cosφQ=I*UL=I*U*sinφS=I*UU=UR2+UL2UR=U*cosφUL=U*sinφZ=R2+XL2R=Z*cosφXL=Z*sinφU=I*ZUR=I*RUL=I*XL例题4RL