第2-1章交流电路.ppt

第2章 交流电路 2.1 正弦交流电的基本概念 2.2 正弦交流电的相量表示法 2.3 单一参数交流电路 2.4 R-L-C串联交流电路 2.7 电路的功率因数 2. 平均功率 P（有功功率） 瞬时功率的最大值。用以衡量电容的能量交换规模。 3. 无功功率 Q 电容的无功功率取负值 Q 的单位：乏 (var) P=0 结论：纯电容不消耗能量，只进行能量转换。 已知： C ＝1μF 求电容电路中的电流I 、i 解： 电流有效值 例： 瞬时值 + – 三、纯电感电路 设 则 时域关系 相量关系 + – 相量关系示意图 +1 感抗（XL =ωL ）是频率的函数，表示电感电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。 ω XL ω = 0 时 XL = 0 关于感抗的讨论 e + _ L R 直流 E + _ R 电感电路中的功率 1. 瞬时功率 p 储存 能量 p 0 释放 能量 + p 0 p 0 可逆的 能量转换 过程 u i u i u i u i + P p 0 u i 2. 平均功率 P （有功功率） 结论：纯电感不消耗能量，只进行能量转换。 3. 无功功率Q 电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。 Q的单位：乏(var) 单一参数交流电路中的基本关系式 小 结 (w、kw) (var、kvar) 相量式 相量图 功率 瞬时式 电路图 R L C (var、kvar) 一、电流、电压的关系 时域表达式 相量表达式 （1）复数解析法 （2）相量图法 分析方法： u R L C i + - + - + - + - 相量方程式： 则 相量模型 设 （参考相量） （1）复数解析法 R L C + - + - + - + - （1）复数解析法 Z：复数阻抗 实部为阻 虚部为抗 容抗 感抗 令 则 复数形式的 欧姆定律 Z是一个复数，但并不是正弦交流量，上面不能加点。 R L C + - + - + - + - 相量模型 结论：Ｚ的模为电路总电压和总电流有效值之比， 　　　而Ｚ的幅角则为总电压和总电流的相位差。 （1）复数解析法 R L C + - + - + - + - 相量模型 　一定时电路性质由C，L决定 ? 阻抗角 R、L、C已定，电路性质能否确定？（阻性/感性/容性） 不能！ 当ω不同时，可能出现： XL XC ，或 XL XC , 或 XL =XC 。 当 时， 表示 u 领先 i －－电路呈感性 当 时， 表示 u 落后 i －－电路呈容性 当 时， 表示 u 、i同相 －－电路呈电阻性 先画出 参考相量 电压三角形 （2）相量图法 j u 与 i 的夹角 R L C + - + - + - + - 阻抗三角形 电压三角形 相似三角形 C R L uR uL uc i u + – + – + – + – 例：已知正弦电路如下图所示，且电阻、电感和电容电压的有效值分别为 求电压u的有效值。 +1 二、R、L、C 串联电路中的功率计算 1. 瞬时功率 2. 平均功率 P （有功功率） 总电压 总电流 功率因数 j u R L C i + - + - + - + - 二、R、L、C 串联电路中的功率计算 3. 无功功率Q UL-UC 4. 视在功率 S 单位：伏安 注： S＝U I 可用来衡量发电机可能提供的最大功率（额定电压×额定电流） u R L C i + - + - + - + - 二、R、L、C 串联电路中的功率计算 视在功率 功率三角形 无功功率 有功功率 P Q S u R L C i + - + - + - + - S Q P 功率三角形 电压三角形 R 阻抗三角形 R L C + - + - + - + - 一、阻抗串联电路 2.5 阻抗的串并联电路 根据基尔霍夫电压定律： 用一个等效阻抗Z 表示两个串联的阻抗，则： 比较上面两式得等效阻抗为： ， 多个阻抗串联时，等效阻抗为： 式中： 注 意 ！ 对于两个阻抗串联电路,一般情况下： 即： 所以： 两个阻抗串联时，什么情况下： 成立？ 思考题 例题 两个阻抗 和 串联接在 的电源上。试用相量计算电路的电流和各阻抗上的电压。 [解] 验算方法：是否 二、阻抗并联电路 根据基尔霍夫电流定律： 用一个等效阻抗Z 两个并联的阻抗，则： 比较上面两式得等效阻抗为： 或 多个阻抗并联时： 对于两个阻抗并联电路,一般情况下