正弦交流電(二).doc

正弦交流電（二）1、 正弦交流電中的電阻元件交流電路中電阻R，電容C，電感L是三個(gè)基本的電路參數(shù)。在實(shí)際工作中，常用到的白織燈，電烙鐵和各類電阻等，其電阻起主要作用，電感，電容對(duì)電路的影響很小，可以忽略不計(jì)，我們就把上述元件認(rèn)為是純電阻元件來進(jìn)行分析。圖一為一純電阻電路。（1）、電流與電壓之間的關(guān)系： 式一： Ir=Ur/R(2)、電流與電壓之間的相位關(guān)系：圖二是純電阻負(fù)載電流，電壓，功率在正弦電路中的波形圖和相量圖。當(dāng)電壓和電流的參考方向一致時(shí)，電流和電壓同相。如果正弦電壓的初相不是零度，而是某角度，則電流的初相也是角。（3）、電阻元件的功率 在交流電路中，任意瞬間元件的電壓瞬時(shí)值與電流瞬時(shí)值的乘積叫做該元件的瞬時(shí)功率，以P表示。 式二： P= Ur Ir 功率的單位是W（瓦），工程上常用KW表示。1KW=1000W例題一：一電阻R=100，通過電阻的電流I=22sin(314t+30)A,求電阻消耗的功率。解：I=2AP=IR=22100=400W2、 正弦交流電路中的電感元件（1） 電感元件上電壓和電流的關(guān)系圖三，是純電感電路，給電路加一正弦電壓U，電感中有電流I流過，U，I，EL的參考方向一致，并標(biāo)于圖上。電感上的自感電壓：式三：ULm=ILm L兩邊同除以2，得 式四： Ul=Il l或IL=UL/L=UL/XL電感上的感抗：式五：XL=l=2L 感抗XL的單位是，電壓一定的條件下，感抗越大，電流越小。 通過式五和圖四，我們可以看出，感抗是隨頻率變化的，頻率越高，感抗越大。理想的直流電的頻率是0，那感抗也就是0，在高頻電子線路中，電感的等效電路就是短路。聯(lián)系到我們的實(shí)際工作中，變壓器有沒有輸入直流的，為什么全是交流，差不多也是這個(gè)道理。（2） 相位關(guān)系 圖五是電感元件上的電壓，電流，自感電勢(shì)的波形圖和相量圖?？梢钥闯觯姼猩?，電壓超前電流90。波形圖上，在第一個(gè)1/4周期，電流是從0開始，沿參考方向增長(zhǎng)，開始時(shí)EL最大；以后EL逐漸減少，當(dāng)電流達(dá)到最大值時(shí)，EL為0。在這1/4周期內(nèi)，電流為正值，自感電勢(shì)為負(fù)值，說明起阻止電流增長(zhǎng)的作用。在第二個(gè)1/4周期內(nèi)，電流I從最大逐漸減小為0，此時(shí)EL從0逐漸增大，EL為正，即實(shí)際方向和電流方向一致，起阻止電流減小的作用。另半個(gè)周期前半周期類似。圖中還可以看出EL滯后電流90。（3）、電感元件上的功率電感元件的瞬時(shí)功率P是隨時(shí)間變化的正弦函數(shù)，其功率為電源頻率的兩倍。 式六：P=IL UL sin2t 電感元件的瞬時(shí)功率的最大值叫做電感元件的無功功率，QL，單位為乏爾，簡(jiǎn)稱乏。 式七：QL=ULIL3、 正弦交流電路中的電容元件 （1）、電容元件上的電壓，電流關(guān)系如下圖六，選定UC，IC的參考方向一致，設(shè)外接電壓為： UC=UCm sin t則電路中的電流：ic=Icm sin (t+/2) 式八可以看出U，I為同頻率正弦量，其頻率由電源頻率決定。電容的容抗: XC=1/C=1/2fC 式九 容抗表示電容在充放電過程中對(duì)交流的一種阻礙作用。圖七是容抗與頻率的關(guān)系，頻率越大，容抗越小。在高頻線路中，電容的直流等電路就是開路。（2）、電容元件上的電壓與電流的相量關(guān)系圖九是純電容電路中電流與電壓的波形圖和相量圖，可以看出，電流超前電壓90。（3）、電容元件上的功率電容元件上的瞬時(shí)功率P： 式十：P=UCICsint電容元件上瞬時(shí)功