电工电子修改2016第三章ppt课件.ppt

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1、第三章交流电§3-1交流电的基本概念§3-2电容器与电感器§3-3纯电阻电路纯电感电路纯电容电路§3-1交流电的基本概念教学目标：1、了解交流电的产生。2、理解正弦交流电的周期、频率、角频率、最大值、有效值、相位及相位差的概念。3、掌握正弦交流电的解析式和波形图表示法。一、什么是交流电交流电与直流电的根本区别是：直流电的方向不随时间的变化而变化，交流电的方向则随时间的变化而变化。稳恒直流电家庭使用的电视机显像管的偏转计算机中的正弦交流电电流方波信号稳恒直流电：电压的大小和方向都不随时间而变化正弦交流电：电压的大小和方向按正弦规律变化非正

2、弦交流电：一系列正弦交流电叠加合成的结果二、正弦交流电的产生正弦交流电的产生设备交流电可以由交流发电机提供，也可由振荡器产生。交流发电机主要是提供电能，振荡器主要是产生各种交流信号。正弦交流电的产生过程动画整个线圈所产生的感应电动势为e=2Blvsinωt2Blv为感应电动势的最大值，设为Em，则e=Emsinωt上式称为正弦交流电动势的瞬时值表达式，也称解析式。正弦交流电压、电流等表达式与此相似。若从线圈平面与中性面成一夹角开始计时，则正弦交流电压、电流等表达式与此相似。三、正弦交流电的周期、频率和角频率1、周期T：交流电每重复变化一

3、次所需的时间，用符号T表示，单位是s2、频率f：交流电在1秒内重复变化的次数，用符号f表示，单位是Hz3、角频率ω：正弦交流电1秒内变化的电角度，用符号ω表示，单位是rad/s四、正弦交流电的最大值、有效值1、瞬时值：任一时刻对应的交流电的值。用e,u,i表示。特点：具有互异性。2、最大值：正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值，又称峰值、幅值。最大值用大写字母加下标m表示：Em、Um、Im。特点：是衡量。3、有效值：加在同样阻值的电阻上，在相同的时间内产生与交流电作用下相等的热量的直流电的大小。有效值用大写字母表示：E、U、I。特点

4、：是衡量。交流电表所测的均为交流电的有效值。正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系为：有效值=×最大值≈0.707×最大值五、正弦交流电的相位与相位差1.相位：在式中，表示在任意时刻线圈平面与中性面所成的角度，这个角度称为相位角，也称相位或相角，它反映了交流电变化进程。初相：在中为正弦量t=0时的相位，称为初相位，也称初相角或初相。初相的正负判定：看图理解2.相位差两个同频率交流电的相位之差称为相位差，用符号φ表示，即两个同频率交流电的相位差就等于它们的初相之差。e1超前e2e1与e2同相e1与e2反相e1与e2正交正弦交流电的最大值

5、反映了正弦量的变化范围，角频率反映了正弦量的变化快慢，初相位反映了正弦量的起始状态。最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。例：已知一正弦交流电压为u=220Sin(100πt+45°)V，求（1）该电压最大值和有效值（2）该电压的T、f、ω、（3）作出波形图§3-3单一参数交流电路纯电阻电路教学目标：1、了解纯电阻、纯电感、纯电容电路中电流与电压的各种关系。2、理解交流电路中瞬时功率、有功功率、无功功率概念，理解电感和电容的储能特点。交流电路中如果只考虑电阻的作用，这种电路称为纯电阻电路。白炽灯、卤钨灯、电暖器、工业电阻炉等都可

6、近似地看成是纯电阻电路。在这些电路中，当外电压一定时，影响电流大小的主要因素是电阻R。一、电流与电压的相位关系设加在电阻两端的电压为实验证明，在任一瞬间通过电阻的电流i仍可用欧姆定律计算，即上式表明，在正弦电压的作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦交流电流，且与加在电阻两端的电压同相位。二、电流与电压的数量关系由上式可知，通过电阻的最大电流把上式两边同除以，则得这说明，在纯电阻电路中，电流与电压的瞬时值、最大值、有效值都符合欧姆定律。三、功率在任一瞬间，电阻中电流瞬时值与同一瞬间的电阻两端电压的瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功

7、率，用PR表示，即由于电流和电压同相，所以P在任一瞬间的数值都大于或等于零，这说明电阻是一种耗能元件。通常用电阻在交流电一个周期内消耗的功率的平均值来表示功率的大小，称为平均功率，又称有功功率，用P表示，单位仍是W。电压、电流用有效值表示时，平均功率P的计算与直流电路相同，即例题已知某白炽灯的额定参数为220V/100W，其两端所加电压为试求：1.交流电的频率；2.白炽灯的工作电阻；3.白炽灯的有功功率。解:1.交流电的频率为2.白炽灯的工作电阻为3.白炽灯的有功功率为纯电感电路一、电感对交流电的阻碍作用1、线圈的自感系数越大，感抗就越

8、大。2、交流电的频率越高，线圈的感抗也越大。感抗的计算式为XL=2πfL=ωL通直流，阻交流，通低频，阻高频。因此电感也被称为低通元件。二、电流与电压的关系由电阻很小的电感线圈组成的交流电路，可以近似地看作