正弦交流電(二)

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1、正弦交流電（二）1、正弦交流電中的電阻元件交流電路中電阻R，電容C，電感L是三個基本的電路參數(shù)。在實際工作中，常用到的白織燈，電烙鐵和各類電阻等，其電阻起主要作用，電感，電容對電路的影響很小，可以忽略不計，我們就把上述元件認(rèn)為是純電阻元件來進(jìn)行分析。圖一為一純電阻電路。（1）、電流與電壓之間的關(guān)系：式一：Ir=Ur/R(2)、電流與電壓之間的相位關(guān)系：圖二是純電阻負(fù)載電流，電壓，功率在正弦電路中的波形圖和相量圖。當(dāng)電壓和電流的參考方向一致時，電流和電壓同相。如果正弦電壓的初相不是零度，而是某角度Ψ，則電流的初相也是ψ角。（3）、電阻元件的功率在交流電路中，任意瞬間元件的電壓瞬時值與電流瞬

2、時值的乘積叫做該元件的瞬時功率，以P表示。式二：P=UrIr功率的單位是W（瓦），工程上常用KW表示。1KW=1000W例題一：一電阻R=100Ω，通過電阻的電流I=2√2sin(314t+30°)A,求電阻消耗的功率。解：I=2AP=I２R=2×2×100=400W1、正弦交流電路中的電感元件（1）電感元件上電壓和電流的關(guān)系圖三，是純電感電路，給電路加一正弦電壓U，電感中有電流I流過，U，I，EL的參考方向一致，并標(biāo)于圖上。電感上的自感電壓：式三：ULm=ILmωL兩邊同除以√2，得式四：Ul=Ilωl或IL=UL/ωL=UL/XL電感上的感抗：式五：XL=ωl=2πｆL感抗XL的單位

3、是Ω，電壓一定的條件下，感抗越大，電流越小。通過式五和圖四，我們可以看出，感抗是隨頻率變化的，頻率越高，感抗越大。理想的直流電的頻率是0，那感抗也就是0，在高頻電子線路中，電感的等效電路就是短路。聯(lián)系到我們的實際工作中，變壓器有沒有輸入直流的，為什么全是交流，差不多也是這個道理。（1）相位關(guān)系圖五是電感元件上的電壓，電流，自感電勢的波形圖和相量圖?？梢钥闯觯姼猩?，電壓超前電流90°。波形圖上，在第一個1/4周期，電流是從0開始，沿參考方向增長，開始時EL最大；以后EL逐漸減少，當(dāng)電流達(dá)到最大值時，EL為0。在這1/4周期內(nèi)，電流為正值，自感電勢為負(fù)值，說明起阻止電流增長的作用。在第二個

4、1/4周期內(nèi)，電流I從最大逐漸減小為0，此時EL從0逐漸增大，EL為正，即實際方向和電流方向一致，起阻止電流減小的作用。另半個周期前半周期類似。圖中還可以看出EL滯后電流90°。（3）、電感元件上的功率電感元件的瞬時功率P是隨時間變化的正弦函數(shù)，其功率為電源頻率的兩倍。式六：P=ILULsin2ωt電感元件的瞬時功率的最大值叫做電感元件的無功功率，QL，單位為乏爾，簡稱乏。式七：QL=ULIL1、正弦交流電路中的電容元件（1）、電容元件上的電壓，電流關(guān)系如下圖六，選定UC，IC的參考方向一致，設(shè)外接電壓為：UC=UCmsinωt則電路中的電流：ic=Icmsin(ωt+π/2)式八可以看

5、出U，I為同頻率正弦量，其頻率由電源頻率決定。電容的容抗:XC=1/ωC=1/2πfC式九容抗表示電容在充放電過程中對交流的一種阻礙作用。圖七是容抗與頻率的關(guān)系，頻率越大，容抗越小。在高頻線路中，電容的直流等電路就是開路。（2）、電容元件上的電壓與電流的相量關(guān)系圖九是純電容電路中電流與電壓的波形圖和相量圖，可以看出，電流超前電壓90°。（3）、電容元件上的功率電容元件上的瞬時功率P：式十：P=UCICsinωt電容元件上瞬時功率的最大值表示電源與電容能量交換的最大速率，叫做無功功率。QC表示。式十一：QC=UCIC電容器是儲存電場能量的器件，電場能量的單位是焦?fàn)枺↗）。