交流电交流电路详细解析.doc

第九章 交流电路（一）要求??1、掌握交流电的三要素和交流电的瞬时值、有效值、最大值等基本概念??2、熟练掌握三种理想元件R、L、C 电路中电压与电流的关系??3、掌握交流电路的矢量图解法，了解复数解法??4、明确功率因数的概念，了解提高功率因数的意义和方法（二）要点??1、简谐交流电的产生和描述（1）简谐交流电（2）简谐交流电的三要素（3）简谐交流电的描述??2、三种理想元件的电压与电流的关系（1）纯电阻R 的电压与电流的关系（2）纯电感L 的电压与电流的关系（3）纯电容C 的电压与电流的关系??3、交流电路的矢量图解法?*4、交流电路的复数解法??5、交流电路的功率（1）瞬时功率、平均功率、视在功率（2）功率因数（3）提高功率因数的意义和方法（三）难点??1、交流电路中电压、电流的相位关系??2 、求解交流电路的具体问题§9-1 交 流 电一、简谐交流电　　大小和方向都随时间变化的电流（或电压）叫交流电。大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的电流（或电压）叫简谐交流电，或叫正弦交流电。我们日常用的电都是正弦交流电，它是各种形式的交流电中最为基本和重要的。　　由数学可知，一个正弦量与时间的函数关系可以用它的频率、初位相和振幅三个量来表示它的基本特征，这三个量叫正弦量的三要素。对于一个正弦交流电来说，也可以由这三要素来唯一决定。一个正弦交流电流，其数学表达式为 ????式中表示交流电流的瞬时大小，称为瞬时值。表示正弦电流振幅的大小，称为最大值。表示正弦电流的角频率，表示正弦电流的初位相。及是表示正弦交流电的三要素，也是区分不同正弦电流的依据。 二、描述简谐交流电的特征量1、周期、频率和角频率　　简谐交流电完成一次周期性变化所用的时间叫周期，用表示，它是波形重复出现的最短时间。单位时间内简谐交流电完成周期性变化的次数叫频率，用表示，单位：赫兹（）。它与周期的关系 或 ????我国及其他多数国家发电厂发出的交流电的频率为50Hz ，通常称为“工频”，也有的国家采用60Hz的。 其它技术领域里应用着不同频率的交流电，如航空工业用的交流电为400Hz，电子技术里应用的音频电流约是 20Hz ～ 20KHz。????简谐交流电变化一个周期，相当于正弦函数变化了个弧度，称之为电角度。单位时间内交流电变化的电角度称为电角速度，亦称角频率，用表示。那么  由此可见，用角频率也表示交流电变化的快慢。单位：弧度 / 秒（）。 2、瞬时值、最大值和有效值⑴ 瞬时值　　交流电在任一时刻的实际值叫做瞬时值，瞬时值只从随时间变化的关系上说明某一时刻正弦量的大小。规定交流电的瞬时值一律用英文小写字母表示，如i、u、e 分别表示交流电流、电压和电动势的瞬时值。⑵ 最大值（幅值） 　　交流电在变化过程中所出现的最大瞬时值叫做最大值（幅值），它是简谐交流电的振幅。交流电幅值通常用英文大写字母加下标m表示，如用Im、Um、Em 分别表示交流电流、电压和电动势的最大值。 ⑶ 有效值　　一个交流电流的作功能力相当于某一数值的直流电流的作功能力，这个直流电流的数值就是该交流电的有效值。如图所示，在同一个电阻R 中分别通以交流电和直流电，在相同的时间内产生的热量相同，我们就说这两个电流等效，这个直流电流的数值就是该交流电 流的有效值。即交流电的有效值就是与它平均耗能相等的直流电的值。通常用英文大写字母不加下标表示，如用分别表示交流电流、电压和电动势的有效值。 根据焦耳定律，交流电流在一个周期内产生的热量为 直流电流在一个周期内产生的热量为根据有效值的定义，两种电流产生的热量相等，即由此得交流电流的有效值设交流电流为，代入上式，得????在电工测量中，常用的交流电压表、电流表测得的数值都是有效值，交流电设备铭牌上标注的也是有效值。 3、位相、初位相和位相差⑴ 位相和初位相　　交流电在随时间变化的过程中，不同时刻对应着不同的电角度，从而得到不同的瞬时值，所以正弦交流电中的反映了正弦量在交变过程中瞬时值的变化进程。我们把叫正弦交流电的位相（或位相角）。当时,正弦量的位相叫初位相。⑵ 位相差　　两个同频率的正弦交流电在任一时刻位相角之差称为位相差。设两个同频率的正弦交流电分别是 它们之间的位相差角是????如果一个正弦量比另一个正弦量先达到正的最大值或零值，那么在位相上就说前者“超前”后者，或者说后者在位相上“落后”于前者。，则比超前角（或比落后角）；若，则比落后角（或比超前角）。 ????如果两个正弦量的初位相相同，我们称和同相；如果两个正弦量的初位相相反，即， 我们称和反相。 §9-2 三种理想电路交流电路的基本问题与直流电路一样，也是确定电路中