电工电子技术 电路分析第3章正弦交流电路ppt课件.ppt

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1、第3章正弦交流电路3.2正弦交流电的相量表示法3.3单一参数的交流电路3.4正弦交流电路的分析3.6交流电路的频率特性3.5正弦交流电路的功率3.7电路中的谐振3.1正弦交流电的基本概念3.8双口网络3.9非正弦周期信号电路正弦交流电路是指含有正弦电源(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。第3章正弦交流电路在生产和生活中普遍应用正弦交流电，特别是三相电路应用更为广泛。本章将介绍交流电路的一些基本概念、基本理论和基本分析方法，为后面学习交流电机、电器及电子技术打下基础。本章还将讨论非正弦周期信号电路

2、。交流电路具有用直流电路的概念无法理解和分析的物理现象，因此在学习时注意建立交流的概念，以免引起错误。–+L–+uCRiuLuCuR–+–+已知：i1=I1msin(t+1)=100sin(t+45)A，i2=I2msin(t+2)=60sin(t30)A，试求i=i1+i2。R–+ui–+uiLC–+ui要解决的问题：大小和方向随时间作周期性变化、并且在一个周期内的平均值为零的电压、电流和电动势统称为交流电。工程上所用的交流电主要指正弦交流电。i(t)=Imsin(t+i)正弦交流电的三要素：（1）幅值Im

3、（2）角频率（3）初相位i3.1正弦交流电的基本概念i0Imt2瞬时值是交流电任一时刻的值，用小写字母表示。如：i，u，e分别表示电流、电压电动势的瞬时值。直流电路在稳定状态下电流、电压的大小和方向是不随时间变化的，如图(a)所示。tIU0正弦电压和电流是按正弦规律周期性变化的，其波形如图(b)所示。tui0–+uiR–+uiR正半周负半周电路图上所标的方向是指它们的参考方向，即代表正半周的方向。负半周时，由于电压（或电流）为负值，所以其实际方向与参考方向相反。+实际方向3.1正弦交流电的基本概念图(a)图(b)最

4、大值初相位角频率i=Imsin(t+i)3.1正弦交流电的基本概念=2ff=T1Ti0tTT/2t2iIm3.1.1正弦交流电的三要素1、最大值最大值是交流电的幅值，用大写字母加下标表示。如Im、Um、Em。i0Imt23.1.1正弦交流电的三要素3.1正弦交流电的基本概念T周期T：正弦量变化一周所需要的时间；角频率:t2例3.1.1我国和大多数国家的电力标准频率是50Hz，试求其周期和角频率。［解］=2f=23.1450=314rad/sImti0Ｔ频率f：正弦量每秒内变化的次数；–Im交流

5、电每交变一个周期便变化了2弧度，即T=22、频率、周期、角频率ti0对于正弦量而言，所取计时起点不同，其初始值(t=0时的值)就不同，到达幅值或某一特定值所需的时间也就不同。it0例如:不等于零t=0时，t=0时的相位角称为初相位角或初相位。(t+)称为正弦量的相位角或相位。它反映出正弦量变化的进程。若所取计时起点不同，则正弦量初相位不同。i03、初相位有效值是从电流的热效应来规定的。如果交流电流通过一个电阻时在一个周期内消耗的电能与某直流电流通过同一电阻在相同时间内消耗的电能相等,就将这一直流电流的数值定义为交

6、流电流的有效值。t2Imti0Ｔ–Im同理可得根据上述定义，有有效值当电流为正弦量时:Ri2dt=RI2T∫0T3.1.2有效值有效值用大写字母表示。如I、U、E。0tiu=Umsin(t+1)ui=Imsin(t+2)两个同频率正弦量的相位角之差称为相位差，用表示。=(t+1)–(t+2)=1–2当两个同频率的正弦量计时起点改变时，它们的初相位改变，但相位差不变。iu21图中1>2即u比i超前角或称i比u滞后角ti0i1i2i3i1与i3反相i1与i2同相3.1.3相位差正弦电量（

7、时间函数）正弦量运算所求正弦量变换相量（复数）相量结果反变换相量运算（复数运算)正弦量具有幅值、频率和初相位三个要素，它们除了用三角函数式和正弦波形表示外，还可用相量来表示同频率的正弦量。正弦量的相量表示法就是用复数来表示正弦量。相量法是一种用来表示和计算同频率正弦量的数学工具，应用相量法可以使正弦量的计算变得很简单。例如，已知两个支路电流i1=I1msin(t+i1)i2=I2msin(t+i2)若需求：i1+i23.2正弦交流电的相量表示法+1+j0例如：t=t1时，i(t1)=Imsin(t1+)t1+Im

8、ti0•t1At2Ai=Imsin(t+)有向线段长度是Im，t=0时，与横轴的夹角是，以角速度逆时针方向旋转，它在虚轴上的投影，即为正弦电流的瞬时值。正弦量可用旋转有向线段表示3.2正弦交流电的相量表示法aA0b+1+jr模幅