北邮社《电工与电子技术》教学课件-NO2.pptVIP

多参数组合的正弦交流电路 五、 （一）电阻、电感、电容串联电路的相量分析 单元二 正 弦 交 流 电 路 RLC串联电路 单元二 正 弦 交 流 电 路 阻抗三角形 单元二 正 弦 交 流 电 路 串联电路相量图和电压三角形 单元二 正 弦 交 流 电 路 RLC串联电路的性质与XL和XC的大小有关，下面对三种不同情况进行讨论。 （1）当XLXC时，X0,ULUC。阻抗角φ0，总电压超前电流φ，电路呈电感性。 （2）当XLXC时，X0,ULUC，阻抗角φ0，总电压滞后电流φ，电路呈电容性。 （3）当XL=XC时，X=0,UL=UC，阻抗角φ=0，总电压与电流同相位，电路呈电阻性，这种特殊情况称为串联谐振。 （二）正弦交流电路的电功率 单元二 正 弦 交 流 电 路 1.有功功率 因为只有电阻元件消耗电能，所以电路的平均功率就是电阻消耗的功率，即 P=URI 由电压三角形可知UR=Ucos φ，代入式可得 P=URI=UIcos φ 单元二 正 弦 交 流 电 路 2.无功功率 储能元件电感与电容虽不消耗功率，但与电源之间进行能量交换，能量交换的规模仍用无功功率表示。由于感性无功功率QL=ULI与容性无功功率QC=UCI的作用是相反的，即电感吸取能量时，电容恰好释放能量；反之亦然。这样就减轻了电源的负担，使电源与负载之间传输的无功功率等于QL与QC之差，因此电路总的无功功率为 Q=QL-QC=ULI-UCI=（UL－UC）I=UXI 由电压三角形可知UX=Usin φ，代入式得 Q=UIsin φ 单元二 正 弦 交 流 电 路 3.视在功率 在电工技术中，将电路端口电压与电流的乘积称为电路的视在功率，视在功率是电源提供给负载的总容量，单位是伏安（V·A）或千伏安（kV·A），用S表示，即 S=UI 单元二 正 弦 交 流 电 路 功率三角形 有功功率、无功功率和视在功率三者之间的关系也可以用一个直角三角形，即功率三角形来表示，如图所示。由于功率不是正弦量，所以也不应将功率三角形画成相量图。 电路的谐振特性分析 六、 （一）串联谐振 单元二 正 弦 交 流 电 路 1.谐振条件与谐振频率 串联谐振 单元二 正 弦 交 流 电 路 2.串联谐振的特点 （1）电路的阻抗最小并呈电阻性，为 （2）电路中的电流最大，谐振时的电流为 （3）串联谐振时，电感、电容的电压可以比总电压大许多倍。 当 时， ，串联谐振可以在电容和电感两端产生高压，故又称其为电压谐振。 （二）并联谐振 单元二 正 弦 交 流 电 路 1.谐振条件和谐振频率 并联谐振电路及其相量图 单元二 正 弦 交 流 电 路 2.并联谐振的特点 （1）电路的阻抗最大，呈电阻性， 。 （2）电路的总电流量小， 。 （3）并联谐振各支路电流大于总电流，所以并联谐振又称为电流谐振。并联谐振在电子线路中有着广泛的应用，而在电力工程中应避免并联谐振，以免给电气设备带来过流危害。 电工与电子技术 单元二 正 弦 交 流 电 路 学习目标 掌握正弦交流电的三要素及三种表示方法，了解正弦交流电路中相位、相位差的概念，掌握正弦量有效值的概念，掌握一般正弦交流电的分析方法（相量法）。 了解三大基本电路元件在正弦交流电路中的作用及相量模型，掌握有功功率、无功功率的概念。 理解对称三相交流电的物理意义，掌握三相电源的两种联结方式及特点，了解三相四线制供电体系的优越性。 了解线电流、相电流、中线电流的概念，掌握三相负载星形、三角形两种联结形式下相、线电压的关系，相、线电流的关系及中线的作用，掌握三相电路的分析方法。 掌握三相电路中有功功率、无功功率、视在功率的物理意义及计算方法。 课程导入 常用的交流电是按正弦规律变化的正弦交流电，简称交流电。正弦交流电在产生、输送和使用方面有诸多优越性，分析和讨论正弦交流电路具有重要意义。本单元介绍交流电的三要素和相量表示法，并从单一参数交流电路入手，以RLC串联电路为典型电路，分析交流电路中电压和电流的关系及功率和能量的交换；三相交流电源与负载的连接方式，电压电流的相值与线值的关系及三相功率问题。 单元二 正 弦 交 流 电 路 正弦交流电的三要素 一、 1.频率与周期 单元二