电工学第六版上册秦曾煌著第4章交流电路讲解.ppt

第4章 交流电路 4.2 正弦交流电的相量表示法 4.3 电阻元件的交流电路 4.1 正弦交流电的基本概念 4.4 电感元件的交流电路 4.10 电路中的谐振 4.8 复杂正弦交流电路的分析与计算 4.9 功率因数的提高 4.7 阻抗的串联与并联 4.6 电阻、电感与电容元件串联交流电路 4.5 电容元件的交流电路 本章要求 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； 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.了解提高功率因数的意义和方法。 §4.0 概述 在工程上，我们会遇到各种周期信号或电源 馒头波（全波整流） 锯齿波 全部学习费时太多 三角波 方波 矩形波 基波（或 一次谐波） 二次谐波 （2倍频） 直流分量 高次谐波 从而可知道：学习了直流和正弦交流，然后用叠 加原理就可以分析有周期的信号。 　 周期性方波的分解 例 基波 三次谐波 七次谐波 基波 直流分量 直流分量+基波 三次谐波 直流分量+基波+ 三次谐波+五次谐波 u t 五次谐波 4.1交流电的基本概念 正弦量： 随时间按正弦规律做周期变化的量。 + _ 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； . . . . . 正半周 负半周 4.1.1 正弦电流 设正弦交流电流： 幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。 4.1.2 频率与周期 周期T：变化一周所需的时间 （s） 角频率： （rad/s） 4.1.3 幅值与有效值 有效值：与交流热效应相等的直流定义为交流 电的有效值。 幅值：Im、Um、Em 交流 直流 4.1.3初相位与相位差 相位： 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 初相位： 表示正弦量在 t =0时的相角。 反映正弦量变化的进程。 电压超前电流 或电流滞后电压 　两同频率的正弦量之间的初相位之差。 4.1.4 相位差 ： ② 不同频率的正弦量比较无意义。 　　① 两个同频率的正弦量之间的相位差为常数， 与计时的选择起点无关。 注意: 4.2 正弦交流电的相量表示法 （2）瞬时值表达式 前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。 （1）波形图 １.正弦量的表示方法 2.正弦量用旋转有向线段表示 设正弦量: 则:该旋转有向线段每一瞬时在纵轴上的投影即表示相应时刻正弦量的瞬时值。 u0 3. 正弦量的相量表示 复数表示形式 设A为复数: 实质：用复数表示正弦量 (2) 三角式 相量: 表示正弦量的复数称相量 电压的有效值相量 ①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。 注意: ？ ②只有正弦量才能用相量表示， 非正弦量不能用相量表示。 ③只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上。 ⑤相量的书写方式  模用最大值表示 ，则用符号： ④相量的两种表示形式 相量图: 把相量表示在复平面的图形  实际应用中，模多采用有效值，符号： 可不画坐标轴 ⑥“j”的数学意义和物理意义 正误判断 1.已知： 有效值 复数 瞬时值 j45 • 最大值 负号 解: (1) 相量式 (2) 相量图 例1: 将 u1、u2 用相量表示 解: (1) 相量式 (2) 相量图 例1: 将 u1、u2 用相量表示 例2: 已知 有效值 I =16.8 A 求： 例3: 图示电路是三相四线制电源， 已知三个电源的电压分别为： 试求uAB ，并画出相量图。 (2) 相量图 由KVL定律可知 3.1.1 电阻元件 描述消耗电能的性质 即电阻元件上的电压与通过的电流成线性关系 线性电阻 金属导体的电阻与导体的尺寸及导体材料的 导电性能有关，表达式为： 表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。 3.1 电阻元件、电感元件与电容元件 描述线圈通有电流时产生磁场、储存磁场能量的性质。 1.物理意义 3.1.2 电感元件 3.电感元件储能 将上式两边同乘上 i ，并积分，则得： 即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，当电流增大时，磁场能增大，电感元件从电源取用电能；当电流减小时，磁场能减小，电感元件向电源放还能量。 磁场能 3.1.3 电容元件 描述电容两端加电源后，