單相正弦交流電路.ppt

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1、電工基礎(chǔ)第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章直流電路第三章正弦交流電路第四章三相電路第五章磁路與變壓器上一頁(yè)下一頁(yè)返回第3章正弦交流電路實(shí)例引入：日光燈電路實(shí)訓(xùn)五：白熾燈調(diào)光實(shí)驗(yàn)3.1正弦交流電基本概念3.2正弦量的相量表示法3.3正弦交流電路中電壓與電流的關(guān)系3.4白熾燈串電感調(diào)光電路的阻抗計(jì)算及功率因數(shù)實(shí)訓(xùn)六：日光燈電路的阻抗計(jì)算上一頁(yè)下一頁(yè)返回實(shí)例引入：日光燈電路正弦交流電得到廣泛應(yīng)用:正弦交流電容易產(chǎn)生，并能用變壓器改變電壓，便于輸送和使用；交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、經(jīng)濟(jì)性好上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖3.1白熾燈電路圖3.2日光燈電路上一頁(yè)下一頁(yè)返回鎮(zhèn)流器串聯(lián)在電路

2、中，它的作用是幫助燈管啟動(dòng)，燈管正常發(fā)光時(shí)穩(wěn)定電流；啟輝器并聯(lián)在燈管兩端，它是幫助燈管啟動(dòng)的。日光燈發(fā)光原理簡(jiǎn)單敘述如下：開(kāi)關(guān)閉合，電源接通。此時(shí)燈管未發(fā)光，電壓全加在啟輝器上，啟輝器動(dòng)靜觸片接觸，使電路接通，燈管中燈絲有電流通過(guò)。此時(shí)啟輝器動(dòng)靜觸片斷開(kāi)，整個(gè)電路電流突然中斷，鎮(zhèn)流器此時(shí)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，與電源電壓串聯(lián)后，全部加在燈管兩端。使燈管內(nèi)汞氣弧光放電，紫外線激發(fā)熒光粉，發(fā)出近似日光的可見(jiàn)光。上一頁(yè)下一頁(yè)返回實(shí)訓(xùn)五：白熾燈調(diào)光實(shí)驗(yàn)一、實(shí)訓(xùn)目的1.掌握白熾燈串聯(lián)電感調(diào)光電路的組成及接線，如圖3.3所示。2.了解正弦交流電路的組成特點(diǎn)。3.體會(huì)

3、交直流電路的區(qū)別。4.掌握交流電路的測(cè)量方法。圖3.3白熾燈串聯(lián)電感調(diào)光電路上一頁(yè)下一頁(yè)返回二、原理說(shuō)明一個(gè)“220V，20W”的鎮(zhèn)流器，將它與白熾燈串聯(lián)后接在市電上，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？白熾燈亮度變暗，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間鎮(zhèn)流器只微微有點(diǎn)發(fā)熱。因?yàn)榘谉霟粝喈?dāng)于一個(gè)純電阻；鎮(zhèn)流器基本相當(dāng)于一個(gè)純電感，功耗很小，又能夠起到分壓的作用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回三、操作步驟1．按圖3.3裝接白熾燈調(diào)光電路，使燈泡點(diǎn)亮。2．測(cè)量環(huán)路電壓（不并聯(lián)電容）用萬(wàn)用表交流電壓擋分別測(cè)量市電U、鎮(zhèn)流器兩端的電壓U1及白熾燈兩端電壓U2，將結(jié)果填入表3-1中。注意比較U、U1、U2在數(shù)值上的關(guān)

4、系。表3-1調(diào)光電路的電壓測(cè)量市電U（V）鎮(zhèn)流器電壓U1（V）燈管電壓U2（V）不接入電容C接入電容C上一頁(yè)下一頁(yè)返回3．觀察u1、u2的相位關(guān)系用示波器的兩個(gè)通道同時(shí)觀察鎮(zhèn)流器兩端電壓u1及燈泡兩端電壓u2的波形。仔細(xì)調(diào)節(jié)示波器，屏幕上顯示圖3.4的波形。測(cè)量時(shí)要注意：（1）如圖3.5（a）所示，示波器兩個(gè)探頭的接地端必須同時(shí)接在B點(diǎn)，兩個(gè)探針?lè)謩e接于A點(diǎn)和C點(diǎn)。否則，如果照?qǐng)D3.5（b）接線會(huì)造成鎮(zhèn)流器短路，燈泡此時(shí)仍接在220V電源上，這是因?yàn)閮蓚€(gè)接地端在示波器內(nèi)部是連在一起的。（2）按照?qǐng)D3.5（a）接線后，因?yàn)閡1與u2的參考方向取的相反，其

5、中的一個(gè)波形必須取反后才能在同樣的參考方向下進(jìn)行比較。最后示波器上顯示圖3.4的波形。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖3.4u1與u2的波形上一頁(yè)下一頁(yè)返回(a)正確測(cè)量法(b)錯(cuò)誤測(cè)量法圖3.5觀察雙蹤波形時(shí)的兩探頭位置上一頁(yè)下一頁(yè)返回4.白熾燈調(diào)光電路并聯(lián)電容在白熾燈調(diào)光電路中電源輸入兩端并聯(lián)電容C=2?F，耐壓?400V，重復(fù)步驟2及3，觀測(cè)并聯(lián)電容C對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。上一頁(yè)下一頁(yè)返回四、分析思考經(jīng)過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)，我們可以看到以下現(xiàn)象：1．在步驟3中我們觀察到的鎮(zhèn)流器兩端電壓u1及白熾燈兩端電壓u2的波形都是按正弦規(guī)律變化的，稱為正弦交流電。仔細(xì)觀察波形，思考正

6、弦交流電的特征是什么？上一頁(yè)下一頁(yè)返回2．分析表3-1所記錄的數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人費(fèi)解的現(xiàn)象：電路的端電壓不等于各分電壓之和，即U?U1+U2，且U?U1+U2。顯然，直流電路分析與計(jì)算電路的方法并不能完全照搬到交流電路。之所以會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，是因?yàn)殡娐分谐霈F(xiàn)了電感性與電容性負(fù)載。那么在由電阻、電感、電容組成的交流電路中，如何分析電路特性和計(jì)算電路參數(shù)呢？上一頁(yè)下一頁(yè)返回3．在觀察波形時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)電壓u1及u2存在一定的相位差。相位在交流電路是一個(gè)十分重要的物理量。當(dāng)同一個(gè)電流流過(guò)不同類型的負(fù)載時(shí)，負(fù)載上電壓的相位不同。上一頁(yè)下一頁(yè)返回4．從表3-

7、1中還可以看出，沒(méi)有接入電容C時(shí)，u1及u2之間的相位差接近于?/2，也就是說(shuō)，鎮(zhèn)流器（電感）上的電壓超前白熾燈（電阻）上的電壓?/2，這是一個(gè)十分重要的現(xiàn)象。我們還發(fā)現(xiàn)，并聯(lián)電容之后，出現(xiàn)了兩個(gè)現(xiàn)象：一是雖然U?U1+U2，但U1和U2的值都比原來(lái)縮小了，U1與U2之和較接近于U了；二是u1及u2之間的相位差也縮小了。這是提高電感性電路用電質(zhì)量常用的方法，問(wèn)題的歸結(jié)點(diǎn)仍舊是電感與電容元件的特性不同。上一頁(yè)下一頁(yè)返回由此可見(jiàn)，在分析交流電路時(shí)，必須了解交流電路與直流電路的區(qū)別，掌握交流電路的特點(diǎn)與應(yīng)用，找出適用于交流電路分析與計(jì)算的方法來(lái)。圖3.3電路

8、的定量計(jì)算請(qǐng)參見(jiàn)本章3.4節(jié)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回3.1正弦交流電基本概念正弦量的三要素指的就是頻