电工基础第五章 正弦稳态电路ppt课件.ppt

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1、第五章正弦稳态电路本章重点：相量表示法分析正弦稳态电路的相量法正弦稳态电路的功率第五章正弦稳态电路主要内容：第一节正弦量的基本概念第二节正弦量的相量表示法第三节电阻元件伏安关系的相量形式第四节电感元件伏安关系的相量形式第五节电容元件伏安关系的相量形式第六节基尔霍夫定理的相量形式第七节R、L、C串联电路及复阻抗第八节R、L、C并联电路及复导纳第五章正弦稳态电路第九节无源二端网络的等效复阻抗和复导纳第十节正弦电流电路的分析计算第十一节正弦交流电路中电阻、电感、电容元件的功率第十二节二端网络的功率第十三节功

2、率因数的提高及有功功率的测量第十四节串联电路的谐振第十五节并联电路的谐振本章小结第一节正弦量的基本概念正弦电流波形图第一节正弦量的基本概念式中ω、Im、i称为正弦量的3个要素。ω―角频率，Im―最大值，i―初相位。正弦量的瞬时值表达式为第一节正弦量的基本概念一、角频率、频率和周期周期：正弦量是周期量，变化一周所需的时间称为周期，用T表示，单位为秒(s)。频率：正弦量在一秒内重复的次数称为频率，用f表示，单位为赫兹(Hz)。我国工业用电频率为50Hz，称为工频。频率与周期互为倒数关系。f=第一节正

3、弦量的基本概念角频率：即正弦量的角速度，其单位为弧度/秒(rad/s)。第一节正弦量的基本概念二、幅值和有效值幅值：正弦量在变化过程中所能达到的最大值，又称振幅或幅值。峰-峰值：通常将正弦量的最大值与最小值之差，即2Im称为正弦量的峰—峰值第一节正弦量的基本概念有效值：一个正弦电流i和一个直流电流I分别通过相同电阻R，在同一时间内产生的热量相等，即则I称为i的有效值第一节正弦量的基本概念正弦电流、电压的有效值为其最大值的1/倍。即：第一节正弦量的基本概念三、初相、参考正弦量和相位差1.相位、初相位、

4、参考正弦量正弦量的表达式中，（ωt+i）称为正弦量的相位（角）。t=0时，（ωt+i）=i，称初相位，即i是t=0时的相位角。当电路中有多个相同频率正弦量同时存在时，可根据需要选择其中某一正弦量在由负向正变化通过零值的瞬间作为计时起点，则这个正弦量的初相就是零，称这个正弦量为参考正弦量。第一节正弦量的基本概念2.相位差同频率正弦量的相位差为其初相位之差。如：u=Umsin（ωt+u）i=Imsin（ωt+i）则相位差为=（ωt+u）-（ωt+i）=u-i第一节正弦量的基本概念当

5、=0时，称u与i同相，波形如图５－２ａ所示；当>0时，称u在相位上超前于i角，或称i滞后于u角，波形如图５－２ｂ所示；当=90º时，称u与i正交，波形如图５－２ｃ所示；当=180º时，称u与i反相，波形如图５－２ｄ所示；第一节正弦量的基本概念不同相位差的u和i波形第二节正弦量的相量表示法一、复数工程中通常采用复数表示正弦量，把对正弦量的各种运算转化为对复数的代数运算，从而大大简化正弦交流电路的分析计算过程，这种方法称为相量法。复数和复数运算是相量法的数学基础，必需熟练掌握复数的相关概念。第二

6、节正弦量的相量表示法复数的矢量表示第二节正弦量的相量表示法二、用复数表示正弦量复平面上，旋转向量每个时刻在虚轴上的投影对应于正弦量的瞬时值，如图示:第二节正弦量的相量表示法旋转向量的核心部分反映了正弦量的有效值和初相位这两个重要的要素，而同频率的正弦量又不必区分频率ω，这样，一个正弦电流就可用复数来表示.第二节正弦量的相量表示法用复数表示正弦交流量的方法：复数的模对应于正弦交流量的有效值（最大值），复数的幅角对应于正弦交流量的初相位。以后把这个能表征正弦交流量的复数称为相量。当复数的模对应于正弦交流量

7、的有效值时，称有效值相量，用、表示；当复数的模对应于正弦交流量的最大值时，称最大值相量，用、表示。第三节电阻元件伏安关系的相量形式一、电阻元件的伏安关系电阻元件在电压与电流的关联参考方向下，它们的关系式为二、电阻元件伏安关系的相量形式其电路模型如右图示。第三节电阻元件伏安关系的相量形式电阻元件中电压与电流的波形图和相量图第四节电感元件及其伏安关系的相量形式一、电感元件的伏安关系电感元件在电压与电流的关联参考方向下，它们的关系式为二、电感元件伏安关系的相量形式第四节电感元件及其伏安关系的相量形式电感元件

8、的电压、电流波形图及相量图第四节电感元件及其伏安关系的相量形式三、电感元件的储能从ｔ０到ｔ时间内，外部输入电感的能量即被线圈所吸收并储存的磁场能量为：若　　　　，即在初始时刻电感中没有电流，也就没有储能。则电感在ｔ时刻储存的磁场能量为第五节电容元件及其伏安关系的相量形式一、电容元件的伏安关系电容元件在电压与电流的关联参考方向下，它们的关系式为二、电容元件伏安关系的相量形式第五节电容元件及其伏安关系的相量形式电容元件的电压、电流波形图及相量图第五节电容元件