電工電子技術(shù)應(yīng)用 課件 項目二單相交流電路分析與應(yīng)用

電工電子技術(shù)應(yīng)用項目二單相交流電路分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一認(rèn)識正弦交流電一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認(rèn)識正弦交流電正弦電壓與電流：隨時間按正弦規(guī)律周期性變化的電壓（電流），簡稱正弦量。正弦交流電可以用解析式（表達(dá)式）和波形圖來表示。幅值、頻率、初相位是確定一個正弦量的三要素。三要素最大值（幅值）角頻率初相位波形圖1.表達(dá)式（1）最大值正弦交流電在變化過程中出現(xiàn)的最大瞬時值稱為最大值。用大寫字母并加下標(biāo)表示。2.三要素——電動勢最大值最大值——電壓最大值——電流最大值一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認(rèn)識正弦交流電（2）角頻率描述正弦交流電變化快慢的物理量，可以用角頻率、周期和頻率表示。2.三要素周期T：變化一周所需的時間（單位：秒）頻率f：每秒變化的次數(shù)（單位：赫茲）角頻率ω：每秒變化的弧度（單位：弧度/秒）相互間關(guān)系：Tf1=一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認(rèn)識正弦交流電（3）初相位2.三要素：正弦波的相位角或相位。：t=0時的相位，稱為初相位，給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)。一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認(rèn)識正弦交流電3.相位差：兩個同頻率正弦量間的相位相比較(初相位差)。t超前滯后與同相一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認(rèn)識正弦交流電4.有效值：是從電流的熱效應(yīng)相等來定義的。

在同一周期時間內(nèi)，正弦交流電流和直流電流對同一電阻具有相同的熱效應(yīng)，就用表示的有效值?！镉脙x表測得的交流電壓、電流值，就是被測物理量的有效值?！镫娖髟O(shè)備和器件有擊穿電壓或絕緣耐壓所指的電壓都是最大值。一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認(rèn)識正弦交流電二、正弦交流電的相量表示法

正弦交流量不僅有大小而且有相位參數(shù),要同時表示出這二個參數(shù)必須采用矢量或復(fù)數(shù)。

正弦周期量才能用相量表示，非正弦周期量不能用相量表示。且只有同頻率的正弦量才能畫在一張相量圖上。只包含幅值與初相位兩個要素。學(xué)習(xí)任務(wù)一認(rèn)識正弦交流電注:相量與正弦量只存在對應(yīng)關(guān)系,而不是相等關(guān)系二、正弦交流電的相量表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認(rèn)識正弦交流電學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路一、電阻元件的正弦交流電路uiR設(shè)則電流、電壓的關(guān)系:（1）頻率相同（2）有效值關(guān)系：（3）相量關(guān)系：（2）相位相同1.電壓與電流關(guān)系2.功率計算（1）瞬時功率p(p小寫)：瞬時電壓與瞬時電流的乘積ωtuipωt++(1)（耗能元件）(2)隨時間變化一、電阻元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率計算（2）平均功率（有功功率）P：一個周期內(nèi)的瞬時功率平均值ωtuipωt++一、電阻元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關(guān)系（1）基本關(guān)系式：設(shè)則二、電感元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關(guān)系（2）電感電路中電流與電壓的關(guān)系:(2)相位相差90°(3)有效值(4)相量關(guān)系(1)頻率相同相量圖二、電感元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（1）瞬時功率：二、電感元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（2）平均功率（有功功率P）：

純電感不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換,能量交換的規(guī)模，用無功功率Q來衡量。（3）無功功率Q：電感瞬時功率所能達(dá)到的最大值二、電感元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關(guān)系（1）基本關(guān)系式：設(shè)則uiC三、電容元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關(guān)系（2）電流與電壓的關(guān)系:(2)相位相差90°(3)有效值(4)相量關(guān)系(1)頻率相同相量圖三、電容元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（1）瞬時功率:設(shè)則三、電容元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（2）平均功率:（3）無功功率:電容元件瞬時功率的最大值電容元件不消耗能量三、電容元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路（一）基爾霍夫電流定律1.瞬時值表達(dá)式2.相量表達(dá)式（二）基爾霍夫電流定律1.瞬時值表達(dá)式2.相量表達(dá)式四、基爾霍夫定律的相量形式學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路一、RLC串聯(lián)電路的電壓與電流關(guān)系uRLCi1.瞬時值表達(dá)式2.相量表達(dá)式或?qū)懗蓪W(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路2.相量表達(dá)式令則稱為復(fù)阻抗阻抗|Z||Z|、R、(XL–XC)

三者之間的數(shù)值關(guān)系可以用一個直角三角形來表示——稱為阻抗三角形。

|Z|RXL–XC

阻抗角

阻抗三角形一、RLC串聯(lián)電路的電壓與電流關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路1.瞬時功率2.平均功率P（有功功率）說明:在交流電路中只有電阻元件消耗電能功率因數(shù)——功率因數(shù)角——二、RLC串聯(lián)電路中的功率學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路3.無功功率4.視在功率——表示電源可能提供的最大有功功率或電路可能消耗的最大有功功率。單位用伏安（）或千伏安（）表示注：在交流電源設(shè)備中它表明電源設(shè)備允許提供的最大有用功率。又稱額定容量二、RLC串聯(lián)電路中的功率學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路功率三角形功率三角形二、RLC串聯(lián)電路中的功率學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路（1）當(dāng)，，比超前，電路呈電感性；根據(jù)（2）當(dāng)，，比滯后，電路呈電容性；（3）當(dāng)，，與同相位，電路呈諧振狀態(tài)；三、RLC串聯(lián)電路的三種情況學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路四、復(fù)阻抗的串聯(lián)和并聯(lián)（一）復(fù)阻抗的串聯(lián)電路（1）電流關(guān)系：相等（2）電壓關(guān)系（3）復(fù)阻抗關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路（二）復(fù)阻抗并聯(lián)的電路（1）電流關(guān)系：（2）電壓關(guān)系：相等（3）復(fù)阻抗關(guān)系或

四、復(fù)阻抗的串聯(lián)和并聯(lián)學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路學(xué)習(xí)任務(wù)四提高交流電路功率因數(shù)一、提高功率因數(shù)的意義學(xué)習(xí)任務(wù)四提高交流電路功率因數(shù)（一）提高功率因數(shù)的意義1.提高功率因數(shù)能充分利用電源設(shè)備容量2.提高功率因數(shù)能減小供電線路的功率損耗，提高供電效率。1.原則：不允許影響負(fù)載的原有工作狀態(tài)。2.方法：常用的方法是在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器。二、提高功率因數(shù)的方法3.并聯(lián)電容值的大小計算由圖可知：二、提高功率因數(shù)的方法學(xué)習(xí)任務(wù)四提高交流電路功率因數(shù)拓展知識：正弦交流電路中的諧振現(xiàn)象（一）串聯(lián)諧振RLC（1）串聯(lián)諧振的條件：=

（2）串聯(lián)諧振的頻率：

（3）串聯(lián)諧振電路特點(diǎn)：