電工電子課件：正弦交流電

正弦交流電正弦量：隨時間按正弦規(guī)律周期性變化的電壓、電流等物理量正弦電流

正弦電流的三要素：角頻率：相位隨時間的變化率

正弦電流的有效值：如果正弦電流i通過電阻R在一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量，和另一個直流電流I通過同樣的電阻在相等的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，那么這個周期性變化的正弦電流的有效值在數(shù)值上就等于這個直流電流。相位差：兩個同頻率正弦量的初相位之差初相位：正弦電流在t=0時刻的相位

最大值或幅值：正弦電壓、電流的相量圖電阻元件歐姆定律的相量形式電感元件電壓-電流關(guān)系的相量形式電感元件電壓-電流相量圖

電容元件電壓-電流關(guān)系的相量形式電容元件的電路符號電壓-電流相量圖RLC串聯(lián)交流電路

串聯(lián)復(fù)阻抗:

并聯(lián)復(fù)阻抗:

=+電感元件的瞬時功率

電容元件的瞬時功率

交流電路的功率感性負載并聯(lián)電容的電路

相量圖功率因數(shù)提高的意義：1.減少電源設(shè)備與負載之間的能量交換，即減少無功功率2.在供電電壓一定，負載功率一定的情況下功率因數(shù)越高，輸電線上的電流就越小，輸電線上的功率損失隨之減少。感性負載并聯(lián)電容器后，電源電壓與線路電流之間的相位差減小，功率因數(shù)增大。線路電流減小，減小了線路損耗。感性負載并聯(lián)電容后，能量在感性負載和電容器之間互換，減小了電源和感性負載之間的能量互換。感性負載并聯(lián)電容后，由于所加電壓和負載參數(shù)沒改變，感性負載的電流和功率因數(shù)均未變，電路的有功功率未變提高電路的功率因數(shù)是提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，而不是提高感性負載的功率因數(shù)。功率因數(shù)提高的一種常用方法：感性負載兩端并聯(lián)適當(dāng)容量的電容串聯(lián)諧振并聯(lián)諧振

三相電壓源到達正的最大值的先后順序

對稱三相電源的相量圖星形電源線電壓與相電壓的相量圖三相交流發(fā)電機中三相繞組的三個末端接在一起三角形電源三角形電源的線電壓等于相應(yīng)的相電壓

把三相電壓源首尾依次連接構(gòu)成一個回路，再從端子A，B，C引出端線，構(gòu)成三角形電源三相負載的星形連接

把各相負載的末端連在一起接到三相電源的中線上，把各相負載的首端分別接在三相電源的三根端線上。

加在各相負載兩端的電壓分別等于電源的相電壓

線電流與相應(yīng)負載的相電流相等

三相負載的三角形連接

各相負載直接連接在電源的線電壓上

負載兩端的電壓與電源的線電壓相等

三相負載的三角形連接

接地保護：把電器設(shè)備不帶電的金屬部分與地連接當(dāng)電動機內(nèi)部絕緣損壞使機殼帶電時，人觸及電動機外殼，則人體電阻與火線和地間的分布電容構(gòu)成回路，將有電流從人體流過，發(fā)生觸電危險。電動機有接地保護，當(dāng)機殼帶電時，人體電阻與接地電阻處于并聯(lián)狀態(tài)，而人體電阻比接地電阻大的多，所以絕大部分電流從阻值很小的接地電阻上流過，流過人體的電流很少，減少了觸電危險。接零保護

三相電源中性點接地時，將電器設(shè)備的外殼與電源的零線相連接當(dāng)機殼帶電時，相線與零線發(fā)生短路，短路電流使熔斷絲熔斷使故障點迅速脫離電源而起到保護作用

三眼插座和三極插頭用電裝置外殼與接地的保護零線相連接，當(dāng)外殼帶電時，相線與零線發(fā)生短路，人體不會有觸電危險一階電路的過渡過程電路的穩(wěn)態(tài)

電路中電源輸出的電壓或電流恒定或周期性變化時，電路中其他部分的電壓和電流也是恒定或周期性變化的

電路的穩(wěn)態(tài)即電路的激勵恒定或周期性變化時，電路的響應(yīng)也是恒定或周期性變化的電路的暫態(tài)

在含有儲能元件的電路中，由于電容元件中的電場能量和電感元件中的磁場能量不能躍變，因此電路從一個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個穩(wěn)態(tài)時，要經(jīng)歷一個過渡過程，電路在過渡過程的工作狀態(tài)稱為暫態(tài)換路定理在任意時刻電容元件儲存的電場能量：

在任意時刻電感元件儲存的磁場能量：

換路：把引起電路過渡過程的電路變換稱為換路RC串聯(lián)電路

一階電路過渡過程的分析方法RL串聯(lián)電路

求解一階電路過渡過程的三要素法一階電路過渡過程的一般分析步驟:

三要素法:過渡過程的三種類型

零狀態(tài)響應(yīng)

電路中的儲能元件無初始儲能，只有電源輸出的電壓或電流產(chǎn)生的電路的響應(yīng)零輸入相應(yīng)

由儲能元件的初始儲能產(chǎn)生的電路的響應(yīng)

換路前開關(guān)S在1位置，電容元件上已有儲能，t=0時刻開關(guān)在2位置全響應(yīng)

既有電源激勵，儲能元件的初始狀態(tài)又不為零時電路的響應(yīng)

換路前開關(guān)S在1位置，t=0時刻開關(guān)在2位置

矩形脈沖激勵下的RC電路

矩形脈沖激勵下的RC電路

微分電路:

電阻電壓近似與激勵信號的微分成正比矩形脈沖激勵下的RC電路

矩形脈