电工电子技术第五周.pptVIP

第五周交流电路的基本知识和有关的计算方法。 交流电路的基本概念 交流电说明： [1]方向随时间变化而改变 [2]为周期性电压或电流 正弦交流电说明： 电压的方向和大小按正弦规律变化 (一)正弦交流电的基本物理量 [1] 、瞬时值、最大值和有效值 在某一时刻t的瞬时值可用三角函数式(解析式)来表示，即 i(t) = Imsin(?t ? ?i0) u(t) = Umsin(?t ? ?u0) e(t) = Emsin(?t ? ?e0) 式中：Im、Um、Em分别叫做交流电流、电压、电动势的最大值 (也叫做峰值或振幅)，电流的单位为安培(A)，电压和电动势的单位为伏特(V)； 有效值与最大值间关系 即 [2]角频率： ? 叫做交流电的角频率，单位为弧度/秒(rad/s)，它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度； [3]频率 定义:周期性信号一秒钟内变化的次数,称为频率. 表示: 符号f表示,单位赫兹、千赫兹、兆赫兹 [4]周期 定义：正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期。 表示：用字母T表示，单位为秒(s)。 显然正弦交流电相邻的两个最大值(或相邻的两个最小值)之间的时间间隔即为周期。 频率与周期关系：频率表示正弦交流电在单位时间内作周期性循环变化的次数，周期是正弦交流电完成一次循环变化所用的时间，二者都能表征交流电交替变化的速率(快慢)。由定义看显然频率与周期是的倒数关系，即 [5]相位和相位差 相位 任意一个正弦量y = Asin(?t ? ?0)的中的(?t ? ?0)称为相位。 初相位： 相位中的?0，称为初相位，可反映正弦交流电的初始(t=0)的值。 相位差： 两个同频率正弦量的相位之差(与时间t无关)。 可证明：两个同频率正弦量的相位之差等于初相位之差。 设第一个正弦量的初相为 ?01，第二个正弦量的初相为 ?02，则这两个正弦量的相位差为 ?12 = ?01 ? ?02 并规定 两个正弦量的相位关系的讨论： (1) 当 ?12 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位超前 ?12； (2) 当 ?12 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后| ?12|； (3) 当 ?12 = 0时，称第一个正弦量与第二个正弦量同相，投影图7-1(a)所示； (4) 当 ?12 = ? ? 或 ?180?时，称第一个正弦量与第二个正弦量反相，投影图7-1(b)所示； (5) 当 或 ?90?时，称第一个正弦量与第二个正弦量正交。 正弦交流电的表示方法： 1三角函数式 2波形图 3相量图 练习题 单相交流电路 单相交流电路 (一)纯电阻电路： 1、定义：只含有电阻元件的交流电路叫做纯电阻电路。 如白炽灯、电暖气、工业电阻炉等电路。 2、电压、电流的瞬时值关系： 电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。 需说明：加在电阻R上的正弦交流电压瞬时值为u = Umsin(? t)，则通过该电阻的电流瞬时值为： 3、电压、电流的有效值关系 将上述振幅值间欧姆定律形式，两边同时除以 ，即得到有效值关系 4、相位关系 对纯电阻电路的两端电压u与通过它的电流i同相，变化步调一致 （二）纯电感电路 1、感抗 （1）感抗的概念：反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗。 （2）纯电感电路中通过正弦交流电流的时候，所呈现的感抗为 XL=?L=2?fL 单位：自感系数L的国际单位制是亨利(H)，常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(?H)，纳亨(nH)等，它们与H的换算关系为 1 mH = 10?3 H，1 ?H = 10?6 H ，1 nH = 10?9 H。 感抗单位欧姆 2、电感电流与电压的关系 (1)电感电流与电压的大小关系: (2)电感电流与电压的相位关系: 电感电压比电流超前90?(或 ?/2)，即电感电流比电压滞后90? (三)纯电容电路 1、容抗的概念 反映电容对交流电流阻碍作用程度的参数叫做容抗。容抗按下式计算 容抗和电阻、电感的单位一样，也是欧姆(?) 2、电流与电压的关系： （1）电容电流与电压的大小关系 （2）电容电流与电压的相位关系 电容电流比电压超前90?(或 ?/2)，即电容电压比电流滞后90? 四、三相交流电路 （一）三相电动势的产生 简介三相电机组成：定子{铁心和三个线圈绕组}、转子{