电工学简明教程小结2资料.ppt

* 第 2 章　正弦交流电路 2.1　基本要求 1．理解正弦交流电的三要素、相位差及有效值； 2．掌握正弦交流电的各种表示方法及相互间的关系； 　　3．理解单一参数交流电路中电压与电流的相量关系，掌握简单交流电路的计算方法； 　　4．掌握有功功率和功率因数的计算，了解瞬时功率、无功功率、视在功率和提高功率因数的经济意义； 　　5．掌握三相四线制电路中负载的正确连接，了解中性线的作用； 　　6．掌握对称负载作星形和三角形联结时，线、相电压与线、相电流之间的关系，了解三相电路的有功功率。 2.2　本章小结 1．正弦量的三要素 　　(1)变化快慢用频率 f、周期 T 和角频率 ? 表示，三者之间的关系为 　　(2)大小用有效值表示，交流电的有效值是从交流电流与 直流电流具有相等的热效应观点引出的 正弦交流电的有效值与最大值的关系为 　　(3)? 为初相位，它随计时起点选取的不同而改变，两个同频率正弦量的初相位之差称为相位差。 　　相位 (? t + ?) 是时间函数，用来表示交流电 在不同 时刻的变化进程。 2．正弦量的表示方法 　　一个正弦量可以用三角函数式、正弦波形、相量图和相量式四种表示方法。 　　虽然用三角函数式和正弦波形表示正弦量比较直观，但是进行运算并不方便，所以，相量图或相量表示式是分析计算正弦交流电的主要工具。 　　相量是表示正弦交流电的复数，正弦交流电是时间的函数，所以两者之间并不相等。 正弦量的相量表示法就是用复数来表示正弦量。 注意： 　　只有正弦波形的电压、电流才能用相量表示，只有同频率的正弦交流电才能进行相量运算。 3． R、L、C 单一参数的交流电路 　　任何复杂的交流电路都是由 R、L、C 以不同的连接方式组成的，所以掌握它们在交流电路中的电压、电流关系是非常重要的。 R、L、C 交流电路的主要结论 功 率 有功 功率 无功 功率 P = UI(W) Q = 0 P = 0 P = 0 Q = UI (var) Q = – UI (var) R L C 式中　XL = ? L XC = 1/ ? C U ? I ? du dt i=C R L C 电 压 电 流 关 系 频率 相位 有效值 相量式 一般 关系式 u = iR di dt u = L 相同 相同 相同 同相 u 超前 i 90 ? u 滞后 i 90? U = I R U = IXC U = I XL I ? U = ? j XC I ? U = ? j XL I ? U = ? R U ? I ? U ? I ? 相量图 复阻抗 Z = R Z = j XL Z = –j XC (设电压电流参考方向相同) R、L、C 交流电路的主要结论 4． R、L、C 串联的交流电路 阻抗模 (? 为电压与电流之间的相位差) 当 XL XC ,? 为正，电路中电压超前电流，电路呈电感性； 当 XL XC ,? 为负，则电流超前电压，电路呈电容性； 　　当 XL = XC，? = 0，则电流与电压同相，电路呈电阻性，称电路发生串联谐振。 XL = XC 是发生谐振的条件，由此得谐振频率 电压与电流相量关系为 阻抗角 　　串联谐振时，阻抗最小，电容的电压与电感的电压大小相等相位相反。 5．阻抗的串联与并联 阻抗串、并联等效公式与电阻串、并联等效公式形式相同。 两个阻抗串联： 两个阻抗并联： 或 但一般 想一想：什么条件下两阻抗串联 两阻抗并联 成立？ 6．三相电路 　　(1)由三相电源供电的电路称为三相电路。当三相电源星形联结有中性线时，可提供两种电压，且线电压等于相电压的 　　倍；当三相电源作三角形联结时，其线、相电压相等。 (2)三相负载星形联结 三相负载星形联结线、相电流相等。 线电压超前与其相关联的两个相电压中超前相的相电压 30o 负载对称及不对称但有中性线 不对称且 无中性线 不确定 线、相电压之间的关系 　　注意：通常三相不对称负载作星形联结不允许没有中性线。 　　中性线的作用是强迫电源的中性点与负载中性点等电位，从而使负载的相电压与电源相电压相等。 (3)三相负载三角形联结 三相负载三角形联结线、相电压相等。 线电流滞后与其相关联的两个相电流中滞后相的相电流 30? 负载对称 负载不对称 不确定 线、相电流之间的关系 　　(4)三相有功功率等于每相功率之和。当三相负载对称时，三相有功功率为 注意：? 为负载相电压与相电流的相位差。 2.3　例题分析 [解] 　　[例 1]　电路如图所示，已知 R = 3 ? 、XL = 4 ?, 电源电压 u = 17sin314t V 。求：(1)容抗为何值(容抗不等于零)时开关 S 闭合前