电工技术-3章-正弦交流电路ppt课件.ppt

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1、3.1正弦量的基本概念3.2正弦量的相量计算法3.3理想元件的正弦稳态电路3.4电阻、电感与电容元件串联的交流电路3.5复阻抗混联电路3.6复杂正弦交流电路的分析与计算3.7交流电路的频率响应3.8功率因素的提高第3章正弦交流电路1.理解正弦量的特征及其三个要素；2.掌握各种表示方法及其相互关系；3.理解电路基本定律的相量形式及阻抗；熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法，会画相量图；4.掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时功率、无功功率和视在功率的概念；5.了解正弦交流电路的频率特性，串、并联谐振的条件及特征；6.了解提高功率因数的意义和方法。本章要求3.1正弦量的基本概念正弦交

2、流电的优越性：便于传输；易于变换；3.1.1正弦量的瞬时表达式及其三个要素1.正弦量：随时间按正弦规律周期性变化的电压、电流和电动势称为正弦量。用小写字母u、i、e表示。便于运算；有利于电器设备的运行……Ru+___iu+_正半周负半周Ru+_设正弦交流电流：角频率：决定正弦量变化快慢幅值：决定正弦量的大小幅值、角频率、初相位成为正弦量的三要素。初相位：决定正弦量起始位置jIm2TiO2.频率与周期频率:是反映交流电变化快慢的一个量。*无线通信频率：30kHz~30GMHz*电网频率：中国50Hz，美国、日本60Hz*高频炉频率：200~300kHZ*中频炉频率：500~80

3、00Hz周期T：正弦量变化一周所需的时间（s）角频率：（rad/s）频率f：（Hz）TiO弧度/秒3.1.2正弦量的有效值1.幅值与有效值有效值：与交流热效应相等的直流定义为交流电的有效值。幅值：Im、Um、Em则有交流直流幅值必须大写,下标加m。有效值必须大写同理：注意：交流电压、电流表测量数据为有效值交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值给出了观察正弦波的起点或参考点。j:2.初相位与相位差相位y：j初相位：表示正弦量在t=0时的相角。它反映正弦量瞬时值变化的进程。uO如：若表明u1超前u2相位角q。两同频率的正弦量之间的初相位之差。3.相位差q：相位差u1滞后u2相位角q。u2超

4、前u1相位角u1与u2同相u1与u2反相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。tO注意:3.2正弦量的相量计算法瞬时值表达式前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。正弦波表示法１.正弦量的表示方法(重点)相量表示法uO什么是相量呢？必须小写2.正弦量用旋转有向线段表示ω设正弦量:若:有向线段长度=ω有向线段以速度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u0O动画xyO+j+1Abar03.正弦量的复数相量表示复数表示形式设A为复数:(1)代数式A=a+jb复数的模

5、复数的辐角实质：用复数表示正弦量式中:(2)三角式由欧拉公式:(3)指数式其中：设正弦量:相量:表示正弦量的复数称为相量。(4)极坐标式用相量表示为相量的模=正弦量的有效值相量辐角=正弦量的初相角电压的有效值相量式①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。？=②只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不能用相量表示。③只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上。相量的模=正弦量的最大值相量辐角=正弦量的初相角或：注意:（电压的幅值相量式）⑤相量的书写方式模用最大值表示，则用符号：④相量的两种表示形式相量图:把相量表示在复平面的图形实际应用中，模多采用有效值，符号：可不画坐标轴如：已知则或相量式:

6、最大值相量有效值相量⑥“j”的数学意义和物理意义看作是将相量旋转因子。(看作模为1的复数)设某相量+1+jo表示将逆时针旋转，得到表示将顺时针旋转，得到+j+1Abar0设正弦量:ωu0xyOO0小结：？正误判断1.已知：？有效值？3.已知：复数瞬时值j45•？最大值？？负号2.已知：4.已知：落后于超前落后？解:(1)相量式(2)相量图将u1、u2用相量表示+1+j例1:例2:已知用相量法求：解：先用相量表示各电流有效值I=16.8A所以例3:图示电路是三相四线制电源，用相量法求uAB，并画出相量图。已知三个电源的电压分别为：解：NCANB+–++–+––(1)用相量法计算：由K

7、VL定律可知NCANB+–++–+––所以(2)相量图线电压3.3理想元件的正弦稳态电路3.3.1电阻元件的交流电路3.3.2电感元件的交流电路3.3.3电容元件的交流电路1.伏安（电压与电流）关系设②大小关系：③相位关系：u、i相位相同根据欧姆定律:①频率相同相位差：相量图相量式：3.3.1电阻元件的交流电路2.功率(1)瞬时功率p：瞬时电压与瞬时电流的乘积小写结论:（耗能元件）,且随时间变化。piωtuOωtpOiu指瞬时功率在一个周期内的