电工电子技术4-1正弦交流电路ppt课件.ppt

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1、第4章单相正弦交流电路1§4.1正弦交流电的概念§4.2正弦量的向量表示法§4.3单一参数的正弦交流电路§4.4RLC串联交流电路§4.5RLC并联交流电路§4.6电路中的谐振（自学）§4.7功率因数的提高§4.8复杂交流电路的计算（自学）第4章单相正弦交流电路2直流电:在电路中,电压电流和电动势等都是大小和方向不随时间变化的恒定值。交流电:大小和方向都随时间变化的电压和电流。正弦交流电:电压或电流随时间按正弦规律变化。正弦交流电路:指含有正弦电源(激励)而且电路各部分所产生的电压和电流(响应)均按正弦规律变化的电路。34.1正弦交流电概念角频率：决定正弦量变化快慢

2、幅值：决定正弦量的大小幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。初相角：决定正弦量起始位置设正弦交流电流：Im2TiO44.1.1周期，频率和角频率周期:正弦量变化一次所需时间.频率:周期的倒数,每秒变化的次数.T角频率:每秒变化的弧度.rad/sHzS54.1.2幅值与有效值瞬时值:正弦量在任意瞬间的值.最大值(幅值):瞬时值中的最大值.有效值:某一周期电流I通过电阻R在一个周期内产生的热量和另一个直流I通过同样大小的电阻在相等的时间内产生的热量相等,那么这个周期变化的电流的的有效值在数值上就等于这个直流电流I.67瞬时值---小写u、i有效值---大写U、I

3、最大值---大写+下标关系84.1.3初相位相位角i初相位初相位给出了观察正弦波的起点或参考点。说明9相位角差:两个同频率正弦量间的相位差ti10两种正弦信号的相位关系同相位相位超前超前于滞后于相位滞后11i1与i2反相，i1与i2同相。注意:②不同频率的正弦量比较无意义。①两同频率的正弦量之间的相位差为常数，与计时的选择起点无关。tO12可以证明同频率正弦波运算后，频率不变。如：结论：因为角频率（）不变，所以以下讨论同频率正弦波时，可不考虑，主要研究幅度与初相位的变化。幅度、相位变化频率不变13例:已知三个同频率正弦电压为1.求幅值,频率和周期;2.每两个

4、电压间电位差是多少?指出哪个超前?哪个滞后?3.若选U2为参考正弦量,重新写出表达式.14解:15若：有向线段长度=Um有向线段以速度ω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Ψω设正弦量:u0xyOO一、正弦量用旋转有向线段表示4.2正弦量的相量表示法16相量的复数表示：将复数放到复平面上，可如下表示：ab+10二、正弦量的相量表示实质：用复数表示正弦量17欧拉公式代数式指数式极坐标形式ab0183、相量符号包含幅度与相位信息。1、描述正弦量的有向线段称为相量（或者说表示正弦量的复数称相量）。

5、若其幅度用最大值表示，则用符号：相量的书写方式2、在实际应用中，幅度更多采用有效值，则用符号：设正弦量:相量表示:相量的模=正弦量的有效值相量辐角=正弦量的初相角相量图：把相量表示在复平面的图形。19同频率正弦波的相量画在一起，构成相量图。例：同频率正弦波相加--平行四边形法则正弦波的相量表示法举例201.三角函数求解2.波形叠加3.相量图求解4.复数求解例：已知求i21波形图瞬时值相量图复数符号法小结：正弦波的四种表示法Ti223、只有同频率的正弦量才能画在一张相量图上，不同频率不行。2、相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。？=注意:1、只有正弦量才能用相量表示，

6、非正弦量不可以。23正误判断？瞬时值复数24正误判断？瞬时值复数25则：已知:？正误判断最大值264.3.1电阻元件的交流电路uiR根据欧姆定律设:则:4.3单一参数的交流电路27a.频率相同b.相位相同c.有效值关系：1.电流、电压的关系d.相量关系：设则或282.功率uiRa.瞬时功率p：瞬时电压与瞬时电流的乘积小写291.（耗能元件）结论：2.随时间变化3.与成比例ωtuipωt30b.平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值大写uiR314.3.2电感元件的交流电路基本关系式：iuL设则321.电流、电压的关系iua.频率相同b.相位相差90°（u领先i9

7、0°）设：33c.有效值感抗（Ω）则：34d.相量关系设：则：领先！35感抗（XL=ωL）是频率的函数，表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。ωXLω=0时XL=0直流E+_Re+_LR36例：一个0.1H的电感两端加50Hz有效值为10V的电压，通过的电流是多少？电源频率改为5000Hz时，电流是多少？结论：电压有效值一定时，频率越高，通过电感的电流有效值越小。372.功率a.瞬时功率p：iuL38储存能量p<0释放能量+p>0p<0可逆的能量转换过程uiuiuiuiiuL+Pp>0ui39结论：纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能