电工基础(第五版)第五章ppt劳动版讲解.ppt

§5—1 交流电的基本概念 §5—2 电容器和电感器 §5—3 单一参数交流电路 §5—4 RLC串联电路 §5—5 RLC并联电路;1.了解正弦交流电的产生和特点。 2.理解正弦交流电的有效值、频率、初相位及相位差的概念。 3.掌握正弦交流电的三种表示方法。;交流电的应用;一、交流电的概念;右图所示为某信号发生器输出的信号电压,其大小和方向都按正弦规律变化,所以称为正弦交流电。;二、正弦交流电的产生;正弦交流电的产生;正弦交流电动势的瞬时值表达式也称解析式。 若从线圈平面与中性面成一夹角φ0 时开始计时,则公式变为;实际应用的发电机;三、表征正弦交流电的物理量;(1)周期 正弦交流电每重复变化一次所需的时间称为周期,用符号T 表示,单位是秒(s)。 (2)频率 正弦交流电在1s内重复变化的次数称为频率,用符号f 表示,单位是赫兹(Hz)。 周期和频率互为倒数,即 ;经验表明,在各种触电事故中,直流电、高频和超高频电流对人体的伤害程度相对较小，而最常用的50Hz工频交流电流对人体的伤害最大，因此使用时应特别小心。;(3)角频率 正弦交流电每秒内变化的角度(每重复变化一次所对应的角度为2π,即360°)称为角频率,用符号ω 表示,单位是弧度/秒(rad/s)。 角频率与周期、频率的关系为:;2.最大值、有效值和平均值 (1)最大值 正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦交流电的最大值(又称峰值、幅值)。最大值用大写字母加下标m 表示,如Em、Um、Im。 从正弦交流电的反向最大值到正向最大值称为峰—峰值。;从正弦交流电的反向最大值到正向最大值称为峰—峰值。;(2)有效值 让交流电和稳恒直流电分别通过大小相同的电阻,如果在交流电的一个周期内它们产生的热量相等,而这个稳恒直流电的电压是U ,电流是I, U 、I 称为相应交流电的有效值。有效值用大写字母表示,如E、U 、I。;正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系:;(3)平均值 规定半个周期的正弦交流电平均值为正弦交流电的平均值。正弦电动势、电压和电流的平均值分别用符号Ep、Up、Ip表示。;平均值与最大值之间的关系是: 有效值与平均值之间的关系是:;3.相位与相位差 (1)相位 在式e=Emsin (ωt+φ0)中, (ωt+φ0)表示正弦量随时间变化的角度,称为相位角,也称相位或相角,它反映了交流电变化的进程。式中φ0 为正弦量在t=0时的相位,称为初相位,也称初相角或初相。;初相为正 初相为负 相位的正负;在书写瞬时值表达式及进行有关叙述时,相位及其相关概念有时可采用角度值表示,如上式所示。但由于角频率ω的单位是rad/s,因此在进行相关计算时,应注意先将单位制统一。角度值与弧度制的换算关系为1°= π/180 rad。当然,相位等概念也可以直接使用弧度制来表达。;(2)相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差,用符号φ 表示,即 超前和滞后 同相 反相 正交 ;超前和滞后 同相;正弦交流电的最大值反映了正弦交流电的变化范围,角频率反映了正弦交流电的变化快慢,初相位反映了正弦交流电的起始状态。它们是表征正弦交流电的三个重要物理量。 最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。;【例】 已知两正弦电动势分别是: 。求: (1)各电动势的最大值和有效值; (2)频率、周期; (3)相位、初相位、相位差; (4)波形图。;四、正弦交流电的相量图表示法;相量图也是正弦量的一种表示方法。其画法是: (1)确定参考方向,一般以直角坐标系X 轴正方向为参考方向。 (2)作一有向线段,其长度对应正弦量的有效值,与参考方向的夹角为正弦量的初相。 若初相为正,则用从参考方向逆时针旋转得出的角度来表示；若初相为负,则用从参考方向顺时针旋转得出的角度来表示。;正弦量都可以用这样一个长度对应有效值、与参考方向夹角对应初相的有向线段来表示,这个量称为相量,一般用 、 、 等符号来表示。 将相同频率的几个正弦量的相量画在同一个图中,就可以采用平行四边形法则来进行它们的加减运算。;应用相量图时注意以下几点: 1.同一相量图中,各正弦交流电的频率应相同。 2.同一相量图中,相同单位的相量应按相同比例画出。 3.一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向,有时为了方便起见,也可在几个相量中任选其一确定参考方向,并且不画出直角坐标轴。 4.一个正弦量的相量图、波形图、解析式是正弦量的几种不同的表示方法,它们有一一对应的关系,但在数学上并不相等,如果写成 ,则是错