2019电工学（第二版）3 正弦交流电路ppt课件.ppt

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1、第三章正弦交流电路3.1正弦交流电的基本概念3.2正弦量的相量表示3.3R、L、C的正弦交流电路3.4相量形式的基尔霍夫定律3.5R、L、C串联的正弦交流电路3.6线路功率因数的提高3.7电路的谐振3.8三相交流电源3.9三相负载的连接3.10三相电路的功率小结习题三返回总目录3.1正弦交流电的基本概念正弦量：随时间按正弦规律变化的交流电称为正弦交流电，简称正弦量。交流电：大小和方向随时间变化的电流、电压、电动势。一、正弦量的参考方向及瞬时值瞬时值：交流量在任一瞬间的值。有正负。正值表示实际方向和参考

2、方向相同，反之相反。二、正弦量的周期、频率、振幅循环：正弦量完成一个完整交变称为一个循环。周期交流量：不断重复循环变化的交流量。如正弦量。周期T：周期交流量经过一个循环所需要的时间。单位：秒s频率f：周期交流量每秒钟完成循环的次数。单位：赫兹Hz工频：20Hz，0.02s零值点：正弦量从负半波进入正半波与横轴相交的点。最大值（振幅）：正弦量的最大瞬时值。Im、Um、Em三、正弦量的一般表达式α为电角度电角速度（电角频率）：电角度的变化率。所以：正弦电流一般表达式：正弦量的三要素：振幅（或最大值）、角频

3、率（或频率或周期）、初相。相位角（相位）：ωt+ψ初相：正弦量在计时起点时的相位，即ψ范围-π≤ψ≤π四、相位差相位差：两个同频率正弦量的相位之差，其值等于它们的初相之差。用φ表示。范围-π≤φ≤π参考正弦量的概念：为分析简单，选初相为零的正弦量为参考正弦量。应用时，选定参考正弦量后，其它量的初相等于它们与参考正弦量的相位差。有效值：一个周期交流量和一个直流量分别作用于同一个电阻，若经过交流量一个周期的时间T，两者产生的热量相等，则该直流量的大小称为交流量的有效值。根据有效值的定义有：周期电流的有效值

4、为：五、有效值对于正弦电流，因所以正弦电流的有效值为：同理，正弦电压、电动势的有效值为：注意：不加特殊说明，交流电压、电流均指有效值。返回3.2正弦量的相量表示法一、用旋转相量表示正弦量二、正弦量的相量1.正弦量的矢量相量：在复平面上长度为正弦量的幅值或有效值、（与正实轴间的）角度为正弦量的初相位的带箭头的有向线段。幅值矢量相量：相量的长度为正弦量的振幅。有效值矢量相量：相量的长度为正弦量的有效值。正弦量和矢量相量一一对应关系。相量图：同频率的正弦量的矢量相量总称相量图。简化：省略坐标轴。2.正弦量的

5、复数相量：用复数表示正弦量的矢量相量。正弦量和复数相量一一对应关系根据欧拉公式电工中，取辐角绝对值小于180度。复数相量：分为幅值复数相量和有效值复数相量。相量：矢量相量+复数相量。正弦量的相量表示法注意事项：相量不是正弦量只有正弦量可用相量表示不同频的正弦量不能画在同一相量图中相量有参考方向1.正弦量的相量加减1）相量图法（矢量相量的加减）：利用矢量求和的平行四边形法则或多边形法则求得正弦量和或差的矢量相量。2）正弦量的复数相量加减：利用复数的加减运算规则求解正弦量之和或差的复数相量。三、正弦量的简

6、单相量运算2.正弦量的相量乘除注意：实用中，经常利用复数相量进行定量计算，利用相量图定性分析。返回3.3R、L、C的正弦交流电路一、电阻元件的正弦交流电路1.电压、电流的关系1)大小关系2）相位关系、波形相量形式电路模型相量图相量关系式说明：且p恒大于等于零1）瞬时功率：p，电路任一瞬时接受或发出的功率。2.电阻元件上的功率2）平均功率：P，瞬时功率在一个周期内的平均值。说明：P单位W，式中为有效值。平均功率又叫有功功率。二、电感元件的正弦交流电路1.电压、电流的关系1)大小关系2）相位关系波形相量形

7、式电路模型相量图相量关系式1）瞬时功率：p，电路任一瞬时接受或发出的功率。2.电感元件上的功率2）平均功率：P，即有功功率。3）无功功率：Q，为了描述电感与电源能量交换的规模，定义电感与电源进行能量交换的最大速率，即瞬时功率的最大值为无功功率。单位：乏尔（乏）var,千乏kvar。三、电容元件的正弦交流电路1.电压、电流的关系1)大小关系2）相位关系波形相量形式电路模型相量图相量关系式1）瞬时功率：p，电路任一瞬时接受或发出的功率。2.电容元件上的功率2）平均功率：P，即有功功率。3）无功功率：Q，为

8、了描述电容与电源能量交换的规模，定义电容与电源进行能量交换的最大速率，即瞬时功率的最大值为无功功率。单位：乏尔（乏）var,千乏kvar。返回3.4相量形式的基尔霍夫定律KCL：KVL：KCL、KVL的相量形式返回3.5R、L、C串联的正弦交流电路1.总电压与电流的数量关系电抗电压相量电抗电压电抗一、总电压与电流的关系电压三角形电路的阻抗阻抗三角形阻抗角φ也是电压电流的相位差角2.总电压与电流的相位关系3.总电压与电流的相量关系式复数阻抗阻抗的模复阻抗的