电工与电子技术基础教学课件 苑尚尊 第2章 正弦交流电路.ppt

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1、电工电子教研室2009.8第2章正弦交流电路第2章正弦交流电路2.2正弦量的相量表示法2.3单一参数的的交流电路2.1正弦交流电的基本概念2.6功率因数的提高2.5阻抗的串联与并联2.4R、L、C串联的正弦交流电路结束基本要求：1.理解正弦交流电的三要素：幅值、频率和初相位，理解有效值和相位差的概念；掌握正弦量的相量表示法；2.熟练掌握单一参数交流电路中电压与电流相量关系，理解电路基本定律的相量形式，以及复阻抗和相量图，掌握用相量法计算简单正弦电路的方法；3.了解正弦交流电路的瞬时功率，掌握有功功率、功率因数的概念和计算方法，了解无功功率、视在功率的概念和提高功

2、率因素的经济意义；掌握阻抗串联和阻抗并联的计算。4.掌握阻抗串联和阻抗并联的计算。重点：正弦量的相量表示法，交流电路的相量分析和计算方法，有功功率、功率因素的概念和计算方法。难点：相量分析方法，多参数混联电路的计算。2.1正弦交流电的基本概念正弦量：随时间按正弦规律做周期变化的电量。Ru+___iu+_正弦交流电的优越性：便于传输；易于变换；便于运算；有利于电器设备的运行；.....正半周负半周Ru+_2.1正弦交流电的基本概念设正弦交流电流：角频率：决定正弦量变化快慢最大值：决定正弦量的大小最大值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。初相角：决定正弦量起始位

3、置Im2TiO2.1.1频率、周期和角频率周期T：变化一周所需的时间（s）角频率：（rad/s）频率f：（Hz）T*无线通信频率：30kHz~30GMHz*电网频率：我国50Hz，美国、日本60Hz*高频炉频率：200~300kHZ*中频炉频率：500~8000Hzi02.1.2最大值和有效值有效值：与交流热效应相等的直流定义为交流电的有效值。最大值：Im、Um、Em则有交流直流最大值必须大写,下标加m。同理：有效值必须大写称为均方根值。瞬时值中最大的一个值称为最大值2.1.3初相位和相位差相位：注意：交流电压、电流表测量的数据为有效值交流设备名牌标注的

4、电压、电流均为有效值初相位：表示正弦量在t=0时的相位角。反映正弦量变化的进程。iO给出了观察正弦波的起点或参考点。如：若电压超前电流角度两同频率的正弦量之间的初相位之差。相位差：uiuiωtO电流超前电压90°电压与电流同相电流超前电压电压与电流反相uiωtuiOuiωtuiOuiωtui90°OωtuiuiOφ②频率不同的正弦量比较相位无意义。①两同频率的正弦量之间的相位差为常数，与计时的起点无关。注意:tO返回+j+1Abar02.2.1复数及其运算复数表示形式设A为复数:(1)代数式A=a+jb复数的模复数的辐角式中:(2)三角函数式由欧拉公

5、式:2.2正弦量的相量表示法(3)指数式可得:(4)极坐标式相互转换关系：当a>0时当a<0时当b>0时取正号，当b<0时取负号。复数的加减运算用代数式，复数的乘除运算用极坐标式。复数运算规则复数的运算规则：复数的加减运算是实部和虚部分别相加减；复数的乘运算是模相乘，角相加；复数的除运算是模相除，角相减。2.2正弦量的相量表示法2.2.2用计算器计算复数1.计算器面板根据计算器功能的不同，一般具有复数运算的计算器都应有“CPLX”功能。2.2正弦量的相量表示法2.2.2计算器计算复数2.使用注意事项(1)DRG键面板上应有DRG表示!(2)CPLX上档键进入复数

6、计算：2ndfCPLX退出复数计算2ndfCPLX2.2正弦量的相量表示法瞬时值表达式前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。波形图１.正弦量的表示方法重点必须小写相量uO2.2.3正弦量的相量表示法ω设正弦量:若:有向线段长度=ω有向线段以速度按逆时针方向旋转则:该旋转有向线段每一瞬时在纵轴上的投影即表示相应时刻正弦量的瞬时值。有向线段与横轴夹角=初相位u0xyOO电压的最大值相量①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意:？②只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不能用相量表示。③只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上。相量的模=正弦量的最大值相量辐角=正弦量的初

7、相角或：⑤相量的书写方式模用最大值表示，则用符号：④相量的两种表示形式相量图:把相量表示在复平面上的图形实际应用中，模多采用有效值，符号：可不画坐标轴如：已知相量式:或则⑥“j”的数学意义和物理意义设相量+1+jo？正误判断1.已知：？有效值？3.已知：复数瞬时值j45•？应为最大值？？负号2.已知：4.已知：相量计算法是计算正弦交流电路的数学工具。可以证明：几个同频率正弦量和（或差）的相量等于它们的相量和（或差）。2.2.4同频率正弦量的求和运算运用相量计算正弦量和（或差）的步骤如下：（1）将正弦量用相量法表示；（2）利用相量图（或相量式）求相量的和（

8、或差）；（3）将和（或差