第三章正弦交流電路

第三章正弦交流電路第1頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三上一頁(yè)下一頁(yè)返回結(jié)束第三章正弦交流電路教學(xué)要求教學(xué)要求

1.知道正弦交流電的三要素；

2.掌握正弦交流電的表示方法；3.掌握純電阻、純電感和純電容電路中電壓與電流的大小及相位關(guān)系；4.能運(yùn)用相量圖分析計(jì)算RLC串聯(lián)電路；5.掌握串聯(lián)諧振電路的條件及特點(diǎn)，了解串聯(lián)諧振電路的應(yīng)用。

第2頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)正弦交流電的基本知識(shí)交流電正弦交流電的產(chǎn)生正弦交流電的三要素相位差和相位關(guān)系第3頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)正弦交流電的基本知識(shí)所謂交流電，是指大小和方向都隨時(shí)間變化的電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)。如果交流電隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，就稱為正弦交流電；不按正弦規(guī)律變化，就稱為非正弦交流電。第4頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第5頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、正弦交流電的產(chǎn)生第6頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第7頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Em、Um、Im是最大的瞬時(shí)值，稱為最大值（或振幅、峰值）；稱為角頻率；、、叫初相。第8頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、正弦交流電的三要素最大值（或有效值）、角頻率（或頻率或周期）和初相叫做正弦量的三要素。第9頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1．最大值與有效值（1）瞬時(shí)值正弦交流電在某一瞬間的值稱為瞬時(shí)值，用小寫字母表示。如用、、表示交流電流、交流電壓、交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。(2)最大值（振幅）最大的瞬時(shí)值，叫最大值，也稱振幅或峰值。在波形圖上指頂點(diǎn)到零點(diǎn)的距離。第10頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三最大值第11頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(3)有效值正弦量的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定的。如圖3-5所示，在相同的時(shí)間里，直流電和交流電在相同的負(fù)載上產(chǎn)生相同的熱量，就把該直流電的值叫做該交流電的有效值第12頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（4）最大值與有效值的關(guān)系第13頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．頻率、周期、角頻率（1）頻率f交流電1秒內(nèi)完成完整波形的次數(shù)，叫頻率。頻率用f表示，單位為赫茲（Hz）。此外較大的單位還有KHz、MHz等，它們之間的換算為：第14頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第15頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第16頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、電容器二、純電容交流電路第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容正弦交流電路第17頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、電容器1.電容器的基本知識(shí)2電容器的充、放電3電容器的容抗4電容器的串、并聯(lián)5技能訓(xùn)練：用萬(wàn)用表對(duì)電容器質(zhì)量的簡(jiǎn)易檢測(cè)第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容正弦交流電路第18頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、電容器的基本知識(shí)(1)電容器的概念電容器是儲(chǔ)存電荷的容器第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第19頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三電容器的種類第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第20頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.電容器的基本知識(shí)（2）電容量電容器任一極板上所儲(chǔ)存的電荷量與兩極板間電壓的比值叫做電容器的電容量第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第21頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.電容器的充、放電RC充電電路電容器兩極板上帶等量異種電荷的過(guò)程叫電容器的充電第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第22頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.電容器的充電時(shí)電壓、電流波形RC充電時(shí)uC、iC的波形圖第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第23頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.電容器的充、放電RC放電電路電容器兩極板上所帶的正負(fù)電荷中和的過(guò)程叫電容器的放電第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第24頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.電容器的放電時(shí)電壓、電流波形RC放電時(shí)uC、iC的波形圖第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第25頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.電容器的容抗電容對(duì)交流電的阻礙作用叫容抗第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

當(dāng)電容C一定時(shí)，交流電的頻率越高，容抗就越小，對(duì)交流電流的阻礙作用越小，通常稱為“通交”；對(duì)直流電而言，由于頻率f=0，故Xc→∞，電容在穩(wěn)恒直流電作用下可視為開路，通常稱為“隔直”。電容的作用是“隔直通交”。

第26頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.電容器的串聯(lián)、并聯(lián)電容的串聯(lián)電容串聯(lián)后，總的電容量小于任一電容的電容量第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第27頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.電容器的串聯(lián)、并聯(lián)電容的并聯(lián)電容并聯(lián)后，總的電容量增大；各個(gè)電容器所承受的電壓相等。第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第28頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.技能訓(xùn)練：用萬(wàn)用表檢測(cè)電容器步驟：（1）量程的選擇：把萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)，撥至歐姆擋（×100或×1K）量程。（2）調(diào)零把萬(wàn)用表的紅黑表筆相接，若表針不指向零，調(diào)節(jié)旋鈕，使其指向零。（3）檢測(cè)把萬(wàn)用表的兩個(gè)表筆分別與電容器的兩個(gè)電極相接觸。第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第29頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.技能訓(xùn)練：用萬(wàn)用表檢測(cè)電容器若萬(wàn)用表的指針向小電阻方向擺動(dòng)，然后慢慢回?cái)[至“∞”，說(shuō)明電容器的質(zhì)量良好。第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第30頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.技能訓(xùn)練：用萬(wàn)用表檢測(cè)電容器若萬(wàn)用表的指針向小電阻方向擺動(dòng)，不能回?cái)[至“∞”，而停在某一位置上，說(shuō)明電容器有漏電現(xiàn)象。第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第31頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.技能訓(xùn)練：用萬(wàn)用表檢測(cè)電容器若萬(wàn)用表的指針立即指到“0”位置上不回?cái)[，說(shuō)明電容器內(nèi)部已短路。第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第32頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.技能訓(xùn)練：用萬(wàn)用表檢測(cè)電容器若萬(wàn)用表的指針向始終停在“∞”位置上不擺動(dòng)，說(shuō)明電容器內(nèi)部已斷路如圖所示。。第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第33頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、純電容正弦交流電路1.電流與電壓的關(guān)系2.電路的功率第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第34頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、純電容正弦交流電路1.電流與電壓的關(guān)系電路形式設(shè)加在電容器兩端的電壓為：經(jīng)數(shù)學(xué)運(yùn)算，證明流過(guò)電容器的電流為：

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第35頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、純電容正弦交流電路1.電流與電壓的關(guān)系數(shù)量關(guān)系在純電容電路中，電流和電壓的最大值及有效值與之間也符合歐姆定律第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

而第36頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、純電容正弦交流電路1.電流與電壓的關(guān)系相位關(guān)系純電容電路中，電流iC超前電壓uC900純電容電路電流與電壓波形圖、相量圖第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第37頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、純電容正弦交流電路2.電路的功率（1）瞬時(shí)功率純電容電路的瞬時(shí)功率pc隨時(shí)間也按正弦規(guī)律變化，其變化頻率是電壓、電流頻率的兩倍。第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第38頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三純電容電路瞬時(shí)功率波形圖第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路第39頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、純電容正弦交流電路2.電路的功率（2）平均功率（有功功率）瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均功率等于零，即：

說(shuō)明電容也是一個(gè)儲(chǔ)能元件，它在電路中不消耗電能，只與電源之間進(jìn)行能量交換。第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第40頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、純電容正弦交流電路2.電路的功率（3）無(wú)功功率無(wú)功功率大小等于瞬時(shí)功率的最大值，即：第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第41頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、純電容正弦交流電路例題第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

第42頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

解:第43頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三章正弦交流電路第四節(jié)電容和純電容交流電路

圖3-47(3)畫出電壓和電流的相量圖,如圖3-47第44頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路一、電路形式第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第45頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路二、電壓與電流之間的關(guān)系1.相位關(guān)系（1）當(dāng)XL>XC，則UL>UC，端電壓超前電流φ角，電路為電感性電路。第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第46頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）當(dāng)XL<XC時(shí)，則UL<UC，端電壓滯后電流φ角，電路為電容性電路。第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第47頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）當(dāng)XL=XC時(shí)，則UL=UC，端電壓與電流同相位，電路呈純阻性，該狀態(tài)又稱串聯(lián)諧振。第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第48頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.數(shù)量關(guān)系電壓三角形第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第49頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.數(shù)量關(guān)系阻抗三角形感抗和容抗之差叫電抗，用X表示。第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第50頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路三、電路的功率1.有功功率電阻消耗的功率為總電路的有功功率，即平均功率。第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第51頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.無(wú)功功率總電路的無(wú)功功率為電感和電容上無(wú)功功率之差。第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第52頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.視在功率電路中總電流與總電壓有效值的乘積叫電路的視在功功率。單位為VA視在功率、有功功率、無(wú)功功率組成功率三角形第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第53頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.功率因數(shù)有功功率與視在功功率之比稱為功率因數(shù)。由電壓三角形、阻抗三角形、功率三角形為相似三角形可知：第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第54頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三例題：第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

第55頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三解題：第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

（１）先計(jì)算感抗，容抗和阻抗第56頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

（２）端電壓和電位之間的相位差是第57頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

（３）電阻、電感和電容兩端的電壓分別是第58頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

１、當(dāng)電路中ＸＣ＝０，即ＵＣ＝０，這時(shí)電路就為Ｒ－Ｌ串聯(lián)電路。四、Ｒ-Ｌ-Ｃ串聯(lián)電路的二個(gè)特例第59頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

電壓與電流的數(shù)值關(guān)系為或式中第60頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

２、當(dāng)電路中ＸＬ＝０，即ＵＬ＝０，這時(shí)電路就為Ｒ-Ｃ串聯(lián)電路。相量圖如圖３-５７所示。端電壓與電流的數(shù)值關(guān)系為：或式中第61頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

式中第62頁(yè)，共67頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第六節(jié)串聯(lián)諧振電路一、串聯(lián)諧振的定義和條件１.定義２.條件：ＸL＝ＸC

第三章正弦交流電路第五節(jié)電阻、電感、電容串聯(lián)正弦交流電路

在Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)的電路中，當(dāng)電路端電壓和電流同相時(shí)，電路呈