电工电子技术-赵景波-第2章.ppt

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1、理解正弦量的3要素、相位差、有效值等概念与物理意义，并会求解计算。了解参考正弦量的意义及应用，了解正弦量的相量表示方法。理解电阻、电感和电容的相量形式的伏安关系及其意义，了解感抗频率特性与容抗频率特性的意义。理解KCL、KVL的相量形式及其应用，了解串、并联谐振。理解和会计算正弦稳态电路的平均功率，了解提高功率因数的意义，掌握提高功率因数的方法。掌握三相电路中电源及负载的连接方法，掌握相电压与线电压、相电流与线电流在对称三相电路中的相互关系，掌握对称三相电路电压、电流和功率计算。理解安全用电的基本概念

2、，掌握安全用电的基本知识和安全用电的基本措施，掌握触电现场的一些必要的抢救技能。本章学习要求第2章正弦交流电路2.1正弦交流电的基本知识2.2单一参数正弦交流电路2.3简单正弦交流电路的分析2.4三相正弦交流电路2.5安全用电技术2.6实验1RLC电路的阻抗特性和谐振电路2.7实训简单照明电路的装接2.8实验2功率因数的提高2.9实验3三相电路中负载的连接2.10实验4三相功率的测量本章大纲2.1正弦交流电的基本知识在电路中，电压、电流的大小和方向都不随时间变化的电流称为直流电，电压、电流的大小和方向

3、随时间变化的电流称为交流电。中图（a）所示为稳恒直流电流，图（b）所示为波动直流电流，图（c）所示为正弦交流电流，图（d）所示为非正弦交流电流。图2-1电流的变化曲线2.1.1正弦交流电的特征参数1幅值正弦交流电在变化过程中任一瞬间所对应的数值称为瞬时值，用小写字母e、u、i表示。瞬时值中最大的数值称为正弦交流电的幅值或最大值，用大写字母加下标“m”（maximum）表示，如Em、Um、Im。2周期和频率正弦量完整变化一周所需的时间，称为周期，用T表示，单位是秒（s）。每秒内变化的周数称为频率，用f表

4、示，单位是赫兹，简称赫（Hz），常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。很多国家包括我国，都采用50Hz作为电力系统的供电频率。有些国家如美国、日本等采用60Hz。这种供电频率称为工业频率，简称工频。3初相位在t=0时的相位称为初相位，简称初相，它决定了正弦量的初始值。一般初相位用－180°～180°，或者－π～π来表示，如果不在这个范围内，则应通过恰当地转化变成这个范围内。当正弦波形的起始点在时间原点0的左侧时，初相位为“+”；当正弦波形的起始点在时间原点0的右侧时，初相位为“－”；当正弦波形

5、的起始点与时间原点0重合时，初相位为零。4相位差2个同频率的交流电的相位角之差称为它们的相位差。事实上，2个交流电的相位差等于它们的初相差。5有效值在交流电路中，一般所讲的电压或电流的大小都是指有效值。常用的交流电流表和交流电压表的读数，也是被测电量的有效值，例如最常见的供电电压220V就是有效值。正弦量的相量表示法的基础是复数。下面对复数及其运算进行简要的回顾。1．复数的定义由实数a1和虚数ja2代数和构成的数称为复数，如果用A表示，即A=a1+ja2其中，为虚部单位，a1为复数A的实部，a2为复数

6、A的虚部；a1，a2R。2．复数平面以实数数轴和虚数数轴为坐标轴而构成的平面称为复数平面，简称复平面，如图2-4所示。其中“+1”表示实数数轴，“+j”表示虚数数轴。2.1.2复数一个复数可用下面5种形式来表示。①代数形式：A=a1+ja2。②用复平面上的点表示，如图中的坐标点A所示。③用复平面上的向量表示，如图中的向量所示，其中角是向量A的辐角，a是向量A的模。④三角函数形式：复数A的模等于a，角是复数A的辐角。3．复数的表示形式下面以电压相量为例来说明。如图所示，在复平面上有向量OA，设定它

7、的模等于正弦交流电压e1的幅值Em，它OA的辐角等于e1的初相位。4．旋转矢量表示法2.1.3正弦量的相量表示只要作用在线性电路的各个电源都是同频率的正弦量，则电路中的电流和电压也一定是同频率的正弦量，这意味着在待求的正弦电流和正弦电压的三要素中，频率为已知量，不必再考虑，只需要求出振幅和初相位2个要素，待求的正弦量便可以完全确定。根据正弦电路的这一特点，可以用一个复数来反映正弦量的振幅和初相位，把这个复数称作此正弦量的相量。2.2单一参数正弦交流电路交流电路与直流电路的不同之处在于，分析各种交流电

8、路不但要确定电路中电压与电流之间的大小关系，而且要确定它们之间的相位关系，同时还要讨论电路中的功率问题。为分析复杂的交流电路，首先应掌握单一参数（电阻、电感、电容）元件电路中电压与电流之间的关系，因为其他电路均可看成是单一参数元件电路的组合。由于交流电路中的电压和电流都是交变的，因而有2个作用方向。为分析电路方便，常把其中的一个方向规定为正方向，且在同一电路中的电压和电流以及电动势的正方向完全一致。由白炽灯、电烙铁和电阻器等组成的交流电路都可近似看成是纯