201 (第1节单相交流电概念及相量表示法,第2节单一参数交流电路).ppt

例1: 把一个0.1H的电感接到 f=50Hz, U=10V的正弦电源上，求I，如保持U不变，而电源 f = 5000Hz, 这时I为多少？ 解： (1) 当 f = 50Hz 时 （2）当 f = 5000Hz 时 所以电感元件具有通低频阻高频的特性 电容的伏安特性： ⑴电流与电压的关系 相位差: 3 电容电路 u i C + _ 则： 相量图 超前 容抗（Ω） 或 有效值: 则： 所以电容C具有隔直通交的作用 直流： XC ，电容C 视为开路 交流： XC f ⑵. 功率关系 u i C + _ 平均功率 Ｐ C是非耗能元件 无功功率等于瞬时功率达到的最大值。 无功功率 Q 单位：Var 瞬时功率 瞬时功率 ： u i + - u i + - u i + - u i + - + p 0 充电 p 0 放电 + p 0 充电 p 0 放电 p o 所以电容C是储能元件。 结论： 纯电容不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。 u i o u,i 指出下列各式中哪些是对的，哪些是错的？ 在电阻电路中： 在电感电路中： 在电容电路中： 【例8】 单一参数正弦交流电路小结 电路 参数 电路图 （正方向） 复数 阻抗 电压、电流关系 瞬时值 有效值 相量图 相量式 功率 有功功率 无功功率 R i u 设 则 u、 i 同相 0 L i u C i u 设 则 设 则 U超前 i 90° u落后i 90° 0 0 基本 关系 ＋ - ＋ - - ＋ * 第一节 正弦交流电的基本概念 第二节 正弦量的表示方法 第三节 单一参数的交流电路 第四节 RLC串联交流电路 如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。 用小写字母（u，i）表示交流瞬时值 u i R + - e t i u 第一节 正弦交流电路的基本概念 一、正弦电压与电流 正弦交流电也要规定参考正方向,表示电压或电流的瞬时方向，便于用数学表达式来描述。 实际方向和假设方向一致 实际方向和假设方向相反 1.正弦量的参考方向和交流电源模型 （1）正弦量的参考方向 t i u i R + - （2）正弦量的交流电源模型 交流电源模型 交流电压源模型 交流电流源模型 u + - 理想交流电压源模型 理想交流电压源内阻为0，幅度和频率恒定，可以输出无穷大的功率 i 理想交流电流源模型 理想交流电流源内阻无穷大，幅度和频率恒定，可以输出无穷大的功率 u + - 交流电压源模型 Zo i 交流电流源模型 Zo Zo称为电源的内阻(抗)，或称为输出阻抗 设正弦交流电压： 角频率：决定正弦量变化快慢 幅值：决定正弦量的大小 幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。 初相角：决定正弦量起始位置 ? Um ? 2? T u O 瞬时值 正弦量的三要素 1 频率与周期 周期T ： 变化一周所需的时间 单位：s，ms 角频率： （rad/s） 频率f：每秒变化的次数 单位：Hz，kHz，MHz （Hz） * 电网频率：我国 50 Hz ，美国 、日本 60 Hz 每秒变化的弧度。 反映正弦量变化快慢的量： 周期、频率和角频率 2 有效值 有效值U： 交流电流i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等，则称I的数值为i的有效值。 幅值(最大值)：Im、Um、Em 反映正弦量大小的量：瞬时值、幅值和有效值 瞬时值： i、u、e 表示某时刻的值 注意： 交流电压、电流表测量数据为有效值 交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值 所以i可写为： 耐压为 300V 的电容器，是否可用于 220V 的线路上? 思考题： 该电容最高耐压低于电源电压的最大值，所以不能用。 电源电压有效值： 最大值为： ~ 220V C 其中 3 初相位与相位差 相位： ? 初相位： 反映正弦量变化的进程。 i O 反映正弦量变化的起始位置 u i u i ?1 ωt O ?2 相位差： 两个初相位之差。 若 电压超前电流?，即电压比电流先达到最大值（零值）。 电流超前电压 电压与电流同相 电流超前电压 ? 电压与电流反相 u i ωt u i ? O u i ωt u i 90° O u i ωt u i O ωt u i u i O ② 不