汽车电工电子技术第二章正弦交流电路讲义.ppt

第2章 正弦交流电路 1. 理解正弦量的特征及其各种表示方法； 2. 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。； 3. 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； 4.了解正弦交流电路的频率特性，串、并联谐 振的条件及特征； 5.理解提高功率因数的意义和方法。 4.1.1周期、频率与角频率 4.1.2 幅值与有效值 4.2 正弦量的相量表示法 2.正弦量用旋转有向线段表示 3. 正弦量的相量表示 正误判断 例2: 已知 例3: 2. 功率关系 2 平均功率 有功功率 P 可得相量式： 2. 功率关系 瞬时功率 ： 瞬时功率 ： 有效值 可得相量式 2.功率关系 瞬时功率 ： 实际的电阻、电容 电阻的标称值 电阻器的色环表示法 单一参数正弦交流电路的分析计算小结 2 相量法 2 相量图 2.功率关系 4 视在功率 S 阻抗三角形、电压三角形、功率三角形 例1： 方法1： 例2： 4.5 阻抗的串联与并联 4.5.1 阻抗的串联 4.5.2 阻抗并联 正弦交流电路的分析和计算 有功功率 P UIcos? 例1： 解：用相量式计算 例2： 例3： 例5： 4.7 交流电路的频率特性 2 传递函数（转移函数） 频率特性曲线 频率特性曲线 2. 高通滤波电路 3. 带通滤波电路 4.7.2 谐振电路 1. 串联谐振 （3）串联谐振特怔 （4） 谐振曲线 2 谐振曲线 通频带： （5）串联谐振应用举例 例1： 例1： 2. 并联谐振 1. 谐振条件 （1） 谐振条件 例2： 例3： 例3： 2 用相量法求解 例3： 4.8 功率因数的提高 1 电源设备的容量不能充分利用 2. 功率因数cos ?低的原因 （2）增加线路和发电机绕组的功率损耗 常用电路的功率因数 3.功率因数的提高 2 提高功率因数的措施: 结论 4. 并联电容值的计算 + - 实际中线圈的电阻很小，所以在谐振时有 则： （2） 谐振频率 或 可得出： 由： （3）并联谐振的特征 1 阻抗最大，呈电阻性 当满足 ? 0L ?? R时 2 恒压源供电时，总电流最小； 恒流源供电时，电路的端电压最大。 3 支路电流与总电流 的关系 当? 0L ?? R时， ?1 支路电流是总电流的 Q倍 ? 电流谐振 相量图 已知： 解： 试求： + - 电路如图：已知 R 10 ?、IC 1A、?1 45? （ 间的相位角）、? 50Hz、电路处于谐振状态。 试计算 I、I1、U、L、C之值，并画相量图。 解： 1 利用相量图求解 相量图如图: 由相量图可知电路谐振，则： + - 又： 设： 则： 解： 图示电路中U 220V, 1 当电源频率 时,UR 0 试求电路的参数L1和L2 2 当电源频率 时,UR U 故: 1 即:I 0 并联电路产生谐振, 即: + - 试求电路的参数L1和L2 2 当电源频率 时,UR U 2 所以电路产生串联谐振, 并联电路的等效阻抗为: 串联谐振时,阻抗Z虚部为零,可得: 总阻抗 + - 思考题: 接 收 网 络 + - + - 滤波电路 a 1 现要求在接收端消除噪声,问图 a LC并联电路应工作在什么频率下? ---信号源 如图电路中,已知: ---噪声源 2 现要求工作信号到达接收端,问图 b LC串联电路应工作在什么频率下? 接 收 网 络 + - + - b 滤波电路 1.功率因数　　　: 对电源利用程度的衡量。 X ? + - 的意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角 时,电路中发生能量互换,出现无功 当 功率 这样引起两个问题: 若用户： 则电源可发出的有功功率为： 若用户： 则电源可发出的有功功率为： 而需提供的无功功率为: 所以 提高 可使发电设备的容量得以充分利用 无需提供的无功功率。 费电 设输电线和发电机绕组的电阻为 : 要求: Ｐ、Ｕ定值 时 所以提高 可减小线路和发电机绕组的损耗。 导线截面积 日常生活中多为感性负载---如电动机、日光灯，其等效电路及相量关系如下图。 例6： R Zab -jXC + – a c b 已知 Zab为感性负载。 求: 解： 例7： RC移相电路，C 0.01μF 今欲使输出电压u2在相位上前移60°， 问应配多大的R？输出电压U2 ? 解： C + – i u1 u2 + – R uc + – 例8：负载1：40W、cos?1 0.5 的日光灯100只，负载2：100W的白炽灯40只。已知：U 220V。求: 电路的总电流 I 和总功率因数cos? 。 U 2