电工基础 项目式 教学课件 作者 展同军 项目五.ppt

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1、项目五1.理解正弦交流电的三要素、表示方法及同频率正弦交流电的合成方法。2.理解单一参数正弦交流电路中电压与电流的关系，理解有功功率、无功功率、阻抗的概念。3.掌握单一参数正弦交流电路中电流、电压和功率的计算方法。4.理解RLC串联电路中总电压与分电压、电压与电流的关系。5.掌握电路发生串、并联谐振的条件以及串、并联谐振的特征。1.会使用常用仪表测量交流电压与电流。2.会测量交流电路中各类元件的主要参数。3.会观察串、并联谐振电路的谐振状态，能测定其谐振频率。4.会根据电路图连接荧光灯和白炽灯照明电路。5

2、.掌握电度表的使用方法。任务1　认识正弦交流电任务2　分析单一参数正弦交流电路XX.TIF任务1　认识正弦交流电1.利用Multism仿真软件，仿真如图5-1所示电路，调节信号发生器，使其输出电压为5V的正弦交流信号，输出频率为100Hz，用示波器观察信号电压波形，其最高点的2.用万用表交流电压挡测量单相交流电的数值为V。3.示波器显示波形的数值是恒定的还是变化的？万用表测得的读数是恒定的还是变化的？一、正弦交流电的三要素二、正弦交流电的表示方法一、填空题二、选择题任务1　认识正弦交流电ZYZ.TIF3.

3、示波器显示波形的数值是恒定的还是变化的？万用表测得的读数是恒定的还是变化的？图5-1　“做一做”电路3.示波器显示波形的数值是恒定的还是变化的？万用表测得的读数是恒定的还是变化的？ZS.TIF一、正弦交流电的三要素(一)瞬时值、最大值、有效值和平均值(1)瞬时值　交流电在某一时刻的大小称为该时刻的瞬时值，用小写字母表示，如电动势、电压、电流的瞬时值分别用e、u、i表示，如图5-2所示。图5-2　正弦交流电的波形图一、正弦交流电的三要素(2)最大值　交流电在一个周期内所能达到的最大瞬时值称为交流电的最大值(

4、也叫峰值或振幅)，用大写字母加下标m来表示，如Em、Um、Im等，如图5-2所示。(3)有效值　由于交流电的瞬时值是随时间变化的，所以交流电的大小常用“有效值”表示。图5-3　有效值的定义一、正弦交流电的三要素图5-4　最大值和有效值关系(4)平均值　平均值是指正弦交流电半个周期内瞬时值的平均值，用大写字母加下标P来表示，如EP、UP、IP等。一、正弦交流电的三要素图5-5　最大值与平均值关系XYX.TIF一、正弦交流电的三要素(二)周期和频率(1)周期　交流电重复变化一周所用的时间称为周期，用字母T表示

5、。(2)频率　交流电在1s内重复变化的次数称为频率，用字母f表示。图5-6　f与T单位及关系(3)角频率　交流电每秒钟变化的电角度称为角频率，用符号ω表示，单位是(弧度/秒rad/s)。一、正弦交流电的三要素图5-7　ω、T和f关系XYX.TIF(三)相位和相位差一、正弦交流电的三要素(1)相位　正弦交流电在t时刻所对应的角度(ωt+φ)称为相位角，简称相位。(2)初相　把t=0时对应的相位φ称为初相位或初相。(3)相位差　两个同频率交流电的相位之差称为相位差，用Δφ表示。一、正弦交流电的三要素图5-8　

6、相位、初相和相位差的关系1.初相可以为正，也可为负，一般用弧度表示，也可用不大于180°的角度表示。2.只有同频率的正弦量才能比较相位。一、正弦交流电的三要素图5-9　和的相位差一、正弦交流电的三要素图5-10　交流电的相位与相位差一、正弦交流电的三要素图5-11　交流电的同相、反相和正交例5-1　已知某正弦交流电，电压为u=220sin(100πt+30°)V，试求其最大值、角频率、频率、周期、初相位、有效值和t=0.1s时电压的大小。解：由题可知：二、正弦交流电的表示方法(一)解析式法(二)波形图

7、法(三)相量图法1.相量可以表示正弦量，并不等于正弦量，非正弦量不能用相量表示。2.只有同频率的正弦量才能画在同一个相量图中。3.画相量图时，相同单位的相量应按相同的比例尺寸来画。二、正弦交流电的表示方法例5-2　已知u1=3sin(ωt+30°)V，u2=3sin(ωt-30°)V，利用相量图求u1+u2。图5-12　例5-2图解：首先绘出u1与u2的相量图如图5-12所示，其中U1=U2=3V。二、正弦交流电的表示方法(四)复数表示法图5-13　复数的相量表示二、正弦交流电的表示方法1.复数的形式(1

8、)代数形式　复数的一般形式为Z=a+jb。(2)三角形式　由图5-13可以写出Z=rcosφ+jrsinφ。(3)指数形式　利用欧拉公式ejφ=cosφ+jsinφ可把复数Z的三角形式变换为指数形式，即Z=rejφ。(4)极坐标形式　在电工中还常把复数写出极坐标形式为Z=r∠φ。2.复数的运算(1)复数的加、减法运算　一般采用复数的代数形式进行。(2)复数的乘、除法运算　一般采用复数的指数形式或极坐标形式进行。3.常用的复数(