單相正弦交流電路ppt課件.ppt

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1、第2章單相正弦交流電路2.1正弦交流電的基本概念2.2正弦量的相量表示法2.3正弦電路中的電阻元件2.4正弦電路中的電感元件2.5正弦電路中的電容元件2.6電阻、電感與電容串聯(lián)的交流電路2.7阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)2.8功率因數(shù)的提高2.9電路的諧振12.1正弦交流電的基本概念交流電壓、交流電流、交流電動勢：在一個周期內(nèi)平均值等于零的周期電壓、周期電流、周期電動勢。正弦量：按正弦規(guī)律變化的物理量的統(tǒng)稱。正弦電流、正弦電壓、正弦電動勢：隨時間按正弦規(guī)律變化的電流、電壓、電動勢。正弦交流電：正弦電流、電壓、電動勢的統(tǒng)稱。交流電路：通過交流電流的

2、電路。正弦交流電路：電路中所有電壓、電流、電動勢都是正弦量的電路。2在一定的參考方向下，正弦電壓可表示為正弦電流的波形圖正弦量的主要特征：大小、變化的快慢及變化的進程3一、正弦交流電的周期、頻率和角頻率周期、頻率和角頻率都是表示正弦量變化快慢的量，周期愈大，正弦量變化愈慢；角頻率愈大，頻率愈高，正弦量變化愈快。周期：正弦量完成一個循環(huán)的變化所需要的時間。用T表示，單位為秒（s）。頻率：正弦量在單位時間內(nèi)變化所完成的循環(huán)數(shù)。用f表示，單位為赫茲（Hz）。角頻率：正弦量在單位時間內(nèi)變化的角度，即每秒變化的弧度數(shù)。用ω表示，單位為弧度/秒（

3、rad/s）。三者之間的關(guān)系：4瞬時值：隨時間變化的電壓或電流在某一時刻的數(shù)值。最大值：正弦量在變化過程中出現(xiàn)的最大瞬時值，又稱最大值。大寫字母加下標m來表示，如Im、Um、Em。有效值：如果一個周期性電流i通過某一電阻R，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量與另一個直流電流I通過電阻R在相等的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則將此直流電流的數(shù)值I稱為該周期性電流的有效值。大寫字母表示，如I、U、E。由此可得到周期電流的有效值設i=Imsin(ωt+φi)時二、正弦交流電的瞬時值、最大值和有效值5三、正弦交流電的相位、初相與相位差相位角或相位：正弦量的數(shù)學表

4、達式中的角度（ωt+φ0）反映正弦量變化的進程。初相位或初相：t=0時正弦量的相位角。初相反映正弦量在計時起點的狀態(tài)。初相與參考方向和計時起點的選擇有關(guān)。正弦量的三要素：幅值、角頻率（或頻率）和初相位。6兩個同頻率正弦量的相位差u=Umsin(ωt+ψu)i=Imsin(ωt+ψi)u和i的相位之差相位差：兩個同頻率的正弦量的相位角之差。超前滯后u在相位上超前i角度，或，i在相位上滯后u角度。u在相位上滯后i角度，或，i在相位上超前u角度。7電壓u與電流i同相位，簡稱同相電壓u與電流i反相8復數(shù)的極坐標形式正弦量相量：表示正弦量的復數(shù)

5、。正弦量的幅值（最大值）相量：以正弦量的幅值（最大值）為模，輻角等于正弦量的初相位的復數(shù)。正弦量的有效值相量：以正弦量的有效值為模，輻角等于正弦量的初相位的復數(shù)。相量圖：用復平面上的矢量表示相量的圖形。在相量圖中，習慣上用表示相量的符號來表示對應的矢量。正弦量與復數(shù)和矢量之間存在著一一對應的關(guān)系。正弦量既可以用復數(shù)表示，也可以用矢量表示。但正弦量既不是復數(shù)，也不是矢量。2.2正弦量的相量表示法9一、正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示法旋轉(zhuǎn)矢量的長度代表正弦量的幅值旋轉(zhuǎn)矢量的初始位置與橫軸正方向的夾角代表正弦量的初相位旋轉(zhuǎn)矢量的角速度代表正弦量的角頻

6、率旋轉(zhuǎn)矢量任一瞬時在縱軸上的投影表示正弦量在該時刻的瞬時值正弦量可以用旋轉(zhuǎn)矢量來表示10相量表達式復數(shù)→正弦量i矢量→復數(shù)其中11幾點說明只有正弦量（包含余弦量）才能用相量表示，非正弦周期量不能直接用相量表示。只有同頻率的正弦量的相量之間才能進行相量運算，不同頻率的正弦量的相量之間不能進行相量運算。一般情況下，只有同頻率的正弦量的相量才能畫在同一相量圖上，不同頻率的正弦量的相量不能畫在同一相量圖上，否則無法比較和計算。作相量圖時，往往把坐標軸省略不畫。12132.3正弦交流電路中的電阻元件一、電阻元件上電壓與電流的關(guān)系u、i取關(guān)聯(lián)參考

7、方向，設i=Imsinωt∴u=Ri=RImsinωt=Umsinωtu和i的有效值之間的關(guān)系為或電阻元件的電路圖14結(jié)論：當電阻元件中通以正弦交流電流時，其端電壓為一同頻率的正弦量；當電壓和電流取關(guān)聯(lián)參考方向時，電壓與電流的相位相同；電阻元件的電壓和電流的瞬時值之比、幅值之比及有效值之比都等于電阻R。15相量形式電阻元件的電壓相量等于電阻乘以電流相量。相量電路模型：將電路中的所有正弦電壓和電流都用對應的相量替代，將所有電路元件的參數(shù)都有復數(shù)表示所得的電路模型。電阻元件的相量模型電阻元件的電壓和電流的相量圖161．瞬時功率瞬時功率：電

8、路在某一瞬時吸收或發(fā)出的功率，p。電路元件的瞬時功率等于元件端電壓的瞬時值與元件中電流的瞬時值的乘積。u、i取關(guān)聯(lián)參考方向，電阻元件所吸收的瞬時功率p=ui=UmImsin2ωt=UI（1－cos2ωt）電阻元件所吸收的