第2章单相正弦交流电路技巧.ppt

正弦交流电的优越性： 有利于电器设备的运行：发电设备、用电设备等； 便于传输；易于变换 便于分析、运算； . . . . . 正误判断 例2: 已知 瞬时功率 ： 单一参数正弦交流电路的分析计算小结 阻抗并联 例： 4 视在功率 S 1 电源设备的容量不能充分利用 （2）增加线路和发电机绕组的功率损耗 小结 基本概念 正弦交流电的三要素、相位差、相量、电路性质、阻抗/功率三角形、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、品质因数 基本定律 电路基本定律的相量形式（有效值形式） 基本分析方法 相量分析法、相量图分析法 由 ，得电压相量为： 先求i,再求uR,uL,uC 2 当角频率变为2×105rad/s时，电路的性质有无改变? 电路阻抗Z为： I I1 + I2 Z Z1∥Z2 其中：Z1 I Z1 Z2 U U + U Z I R1+ j XL R2－ j XC Z2 KCL: Z1 Z2 Z2 1 Z1 1 U + 3.5 并联交流电路 L + － I Ｕ I1 I2 R1 R2 C 上一页 下一页 返 回 下一节 上一节 图 3.5.1 并联交流电路 分流公式： 对于阻抗模一般 注意： + - + - 通式: 例: 解: + - 有两个阻抗 它们并联接在 的电源上; 求: 和 并作相量图。 相量图 注意： 或 RLC并联电路 若已知 ，便可求出各个电流相量。 思考 下列各图中给定的电路电流、阻抗是否正确？ 两个阻抗并联时,在什么情况下: 成立。 I 8A ? I 8A ? c 4A 4 ? 4A 4 ? A2 A1 d 4A 4 ? 4A 4 ? A2 A1 例：RLC并联电路中。已知R 5Ω，L 5μH，C 0.4μF，电压有效值U 10V，ω 106rad/s，求总电流i，并说明电路的性质。 解： 设 则 因为电流的相位超前电压，所以电路呈容性。 ? ψu－ψi 0O-45O -45O 一般正弦交流电路的解题步骤 1、根据原电路图画出相量模型图 电路结构不变 2、根据相量模型列出相量方程式或画相量图 3、用相量法或相量图求解 4、将结果变换成要求的形式 电阻电路 纯电感电路 纯电容电路 一般电路 下图电路中已知：I1 10A、UAB 100V， 求：总电压表和总电流表 的读数。 分析：已知电容支路的电流、电压和部分参数 求总电流和电压 A B C1 V A 求：A、V 的读数 已知：I1 10A、 UAB 100V， 用相量计算 所以A读数为 10安 A B C1 V A 即： 为参考相量， 设： 则： V 读数为141V ? 求：A、V 的读数 已知：I1 10A、 UAB 100V， A B C1 V A 相量图： 求：A、V 的读数 已知：I1 10A、 UAB 100V， 100 10 45° 100 45° A B C1 V A 储能元件上的瞬时功率 耗能元件上的瞬时功率 在每一瞬间,电源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉,一部分与储能元件进行能量交换。 1 瞬时功率 设： R L C + _ + _ + _ + _ 3.6 交流电路的功率 2 平均功率P （有功功率） 单位: W 总电压 总电流 u 与 i 的夹角 cos? 称为功率因数，用来衡量对电源的利用程度。 3 无功功率Q 单位：var 总电压 总电流 u 与 i 的夹角 根据电压三角形可得： 电阻消耗的电能 根据电压三角形可得： 电感和电容与电源之间的能量互换 电路中总电压与总电流有效值的乘积。 单位：V·A 注： SN＝UN IN 称为发电机、变压器 等供电设备的容量，可用来衡量发电机、变压器可能提供的最大有功功率。 P、Q、S 都不是正弦量，不能用相量表示。 P Q S ? 功率三角形 一、瞬时功率 i Imsinωt u Umsin ωt +? p u i UmImsin ωt +? sinωt U I cos? + U I cos 2ωt +? U I cos? 0 T P T ∫ p dt 1 IP I cos? 称为电流的有功分量 Z + － U I 二、有功功率 U I ? IP 上一页 下一页 返 回 下一节 上一节 图 3.6.1 电流的有功分量和无功分量 同样，对任意阻抗电路亦有： 三、无功功率 四、视在功率 S U I V·A √P 2 +Q2 P Q S P S cos? 图 3.6.1 电流的有功分量和无功分量 I ? IP IQ U 图 3.6.2 功率三角形 令λ ＝cos? ，称为功率因数， ? 亦称为功率因数角。 另有：Q