03第3章正弦交流电路3.1全解.ppt

正弦交流电路 正弦交流电路 * 第3章 正弦交流电路 3.1 正弦交流电的基本概念 3.2 正弦量的相量表示法 3.3 无源元件 3.4 单一参数的交流电路 3.5 电阻、电感与电容元件串联的交流电路 3.6 阻抗的串联与并联 3.7 复杂交流电路的分析与计算 3.8 功率因数的提高 正弦交流电路 * 1. 理解正弦量的特征及其各种表示方法； 2. 理解电路基本定律的相量形式及阻抗的概念；熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法，会画相量图； 3. 掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时功率、无功功率和视在功率的概念； 4.了解正弦交流电路的频率特性，串、并联谐振的条件及特征； 5.理解提高功率因数的意义和方法。 本章要求 正弦交流电路 * 3.1 正弦交流电的基本概念 交流电：交流电是指大小和方向都随时间作周期性变化的交变电动势、电压、电流的总称。 正弦交流电的优越性： 便于传输；易于变换; 便于运算； 有利于电器设备的运行； 等腰三角波 矩形脉冲波 正弦波 其中，大小和方向均随时间按正弦规律变化的电压或电流称为正弦交流电。 正弦交流电路 * 设正弦交流电流： 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、初相位成为正弦量的三要素。 初相位：决定正弦量起始位置 ? Im i 0 3.1.1 正弦交流电的频率、周期和角频率 T=0.5s 单位是秒 1、周期 交流电完成一次周期性变化所需要的时间叫做交流电的周期。用T表示。 u(i) 交流电在1s内完成周期性变化的次数称为交流电的频率，用f 表示。 1秒钟 f=2Hz 单位是赫兹 u(i) 2、频率 T=0.5s ω=4πrad/s 单位是 每秒弧度 u(i) 显然 三者是从不同的角度反映的同一个问题：交流电随时间变化的快慢程度。 交流电一秒钟内经历的电角度称为角频率，用ω表示。 交流电变化一个周期，相当于发电机绕组转动了 弧度或3600。 3、角频率 3.1.2 正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值 交流电随时间按正弦规律变化，对应各个时刻的数值称为瞬时值，瞬时值是用正弦解析式表示的，即： 瞬时值是变量，注意要用小写英文字母表示。 (1)瞬时值 (2)最大值 正弦量振荡的最高点称为最大值或峰值，用Um(或Im)表示 有效值是指与交流电热效应相同的直流电数值。 R i 在t 时间内产生的热量为Q 在t 时间内产生的热量也为Q 两电流热效应相同，可理解为二者做功能力相等。我们把做功能力相等的直流电的数值I定义为相应交流电i 的有效值。有效值可确切地反映正弦交流电的大小。 (3)有效值 有效值用U或I表示。 R I 理论和实践都可以证明，正弦交流电的有效值和最大值之间具有特定的数量关系，即： 根据有效值的定义有： 周期电流的有效值为： 对于正弦电流，因 所以正弦电流的有效值为： 同理，正弦电压的有效值为： 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 3.1.3 相位、初相位和相位差 相位：正弦量表达式中的角度（ ） 它是一个随时间变化的量，不仅确定正弦量瞬时值的大小和方向，而且还能描述正弦量变化的趋势。 初相位：t=0时的相位。用ψ或θ表示。 一般规定初相| |不超过π弧度，即-π≤ ≤π。 正弦量与纵轴相交处若在正半周，初相为正。 正弦量与纵轴相交处若在负半周，初相为负。 正弦交流电路 * 如： 若 电压超前电流? 3、相位差? 两同频率的正弦量之间的初相位之差。 u i u i ωt 0 ? 正弦交流电路 * 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 * 正弦交流电路 * ② 不同频率的正弦量比较无意义。 　　① 两同频率的正弦量之间的相位差为常数 注意: ? t O 正弦交流电路