电工学秦曾煌第七版第四章教程.ppt

第四章 正弦交流电路;第四章 正弦交流电路;交流电的概念; 如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。 ;正弦交流电也有正方向,一般按正半周的方向假设。 ;正弦波的特征量; 描述变化周期的几种方法： 1. 周期 T： 变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒..;* 电网频率： 中国 50 Hz 美国 、日本 60 Hz;（4-*）;（4-*）;则有; 电器;§4.1.3 正弦波特征量之三 —— 初相位; 两个同频率正弦量间的相位差( 初相差) ;两种正弦信号的相位关系;两种正弦信号的相位关系;例; 在近代电工技术中，正弦量的应用是十分广泛的。在强电方面：电流的产生和传输。在弱电方面：信号源。;例：设 i = 10 sinωt mA，请改正图中 的三处错误。;§4.2 正弦量的相量表示方法; 概念 ：一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转的有向线段在纵轴上的投影值来表示。; 3. 相量符号 包含幅度与相位信息。;;;注意 ： ;相量的复数表示;;代数式和极坐标形式的相互转换: ;相量的复数运算;2. 乘法运算;3. 除法运算;＃ 计算器上的复数运算操作;＃ 计算器上的复数运算操作;总结：正弦量的四种表示法;提示;符号说明;复数符号法应用举例;220;求：;正误判断;已知：; 则：; 电阻、电感、电容均为无源元件。 电阻、电感、电容均是组成电路模型的理想元件。其中：电阻为耗能元件，电感和电容为储能元件。电感储存磁场能，电容储存电场能。;R;绕线电阻;顶调电位器;热敏电阻;湿敏、光敏电阻; u;1. 频率相同;电阻电路中的功率;1. （耗能元件）;2. 平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值 ;§4.3.2 电感元件的交流电路;55;? 电感中电流、电压的关系：;;电感是一种储能元件, 储存的磁场能量为：;绕线电阻是用电阻丝绕制而成，它除具有电阻外，一般还有电感，有时我们需要一个无电感的绕线电阻，试问应如何绕制？; 基本关系式：;电感电路中电流、电压的关系;3. 有效值;4. 相量关系;电感电路中复数形式的 欧姆定律;感抗（XL =ωL ）是频率的函数， 表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。;电感电路中的功率;储存 能量; 2. 平均功率 P （有功功率）;3. 无功功率 Q;§4.3.3 电容元件的交流电路;电解电容;? 电容上电流、电压的关系;极板 面积;? 电容的储能;若一电感两端的电压为零，其储能是否也一定为零？若一电容中的电流为零，其储能是否也一定为零？ ;基本关系式:; 1. 频率相同;3. 有效值; 4. 相量关系;电容电路中复数形式的 欧姆定律;E;电容电路中的功率;充电; 2. 平均功率 P;瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）。;已知： C ＝1μF;理想元件的特征总结 ;U;1. 单一参数电路中的基本关系; 在正弦交流电路中，若正弦量用相量 表示， 电路参数用复数阻抗（ ) 表示，则复数形式的欧姆定律和直流电路中的形式相似。 ;单一参数正弦交流电路的分析计算小结;* 电压、电流瞬时值的关系符合欧姆定律、 基尔霍夫定律。;* 电流、电压相量符合相量形式的欧姆定律、 基尔霍夫定律;;若;总电压与总电流 的关系式;R-L-C串联交流电路——相量图;Z：复数阻抗;　在正弦交流电路中，只要物理量用相量 表示, 元件参数用复数阻抗表示，则电路 方程式的形式与直流电路相似。;二、关于复数阻抗 Z 的讨论;当 　时， 表示 u 领先 i －－电路呈感性;R;3. 阻抗（Z）三角形;4. 阻抗三角形和电压三角形的关系;三、R、L、C 串联电路中的功率计算;平均功率P与总电压U、总电流 I 间的关系： ; 在 R、L、C 串联的电路中，储能元件 L、C 虽然不消耗能量，但存在能量吞吐， 吞吐的规模用无功功率来表示。其大小为： ;4. 视在功率 S：;_;单位： Var（乏）、 kVar （千乏） ;已知：u = 80 sin ( 200t + 500 )V， i = 10 sin ( 200t + 200 )A， 试求：该无源网络的等效阻抗、功率