[信息与通信]正弦交流电.ppt

正弦交流电路;课题　单相正弦交流电路; 实际应用导入－生活中的交流电;知识链接1 正弦量的基本概念;1. 角频率(ω)——单位时间内交流电所经历的电角度。( 反映交流电变化快慢的物理量 );1、角频率、频率和周期;;ψ12 0 则表示正弦量 1 超前正弦量 2 (正弦量 2 滞后正弦量 1) ψ12 =0 则表示两正弦量同相 ψ12 =±π/2 则表示两正弦量正交 ψ12 =π 则表示两正弦量反相 ;例： 已知 ：i＝Imsin(ωt+30°)，u１＝U１ｍsin(ωt+30°)， u２＝U1ｍsin(ωt+120°），u３＝U３ｍsin(ωt－60°)。 求 ：u1、u2、u3与 i的相位差；若选择电流 i为参考正弦量， 则各电压的初相分别为多少？写出它们的正弦函数表示式。;知识链接3 交流电量的相量表示法; 按照正弦量的大小和相位关系用初始位置的有向线段画出的若干个相量的图形，称为相量图。;解：　　　　　　　　; 用相量法求同频率正弦量的代数和，是把复杂的三角函数的计算通过简单的复数计算来实现，大大简化了计算过程。;三、 基尔霍夫定律的相量形式;【任务二】电阻、电感和电容串联的交流电路;知识链接2 交流电路中的电阻元件;电阻元件两端的电压和电流的相量值、瞬时值、 最大值、有效值、均服从欧姆定律。 电阻两端的电压与电流同相 （电压电流的复数比值为一实数） ;二、电阻元件的功率 1、瞬时功率 设电阻元件的电流为 则 其波形如图所示： 由图可见，瞬时功率大于（等于）零。 2、平均功率：（有功功率） ;例：设电阻元件电压、电流的参考方向关联， 已知:电阻 R＝100Ω，通过电阻的电流iR＝1.414sin(ωt＋30°)Ａ 求：（１）电阻元件的电压 UR及 uR； （２）电阻消耗的功率PR； （３）画相量图。;知识链接3 交流电路的电感元件;若线圈的匝数为N，且穿过各匝的磁通均为Φ，如图所示，则; 电感元件是电感器的理想化模型。电感器是一种能贮存磁场能的贮能器件。一个二端元件，如果在任一时刻t，它的电流i（t）同它的磁链Ψ（t）之间的关系可以用i－Ψ平面上的一条曲线来确定，则此二端元件称为电感元件，简称电感。 ;3、电感的伏安关系 ;4．电感的储能 ;;结论： 电感元件两端的电压和电流的相量值、最大值、有效值、均服从欧姆定律。 电感两端的电压在相位上比电流超前 90 度（电压电流的复数比值为一正虚数）;a、瞬时功率;b、平均功率;例：电感线圈的电感 L＝0.0127Ｈ（电阻可忽略不计），接工频 f＝50Ｈｚ的交流电源，已知电源电压 U＝220Ｖ。 求：（１）电感线圈的感抗 XL、通过线圈的电流 IL、线圈的无 功功率 Q L和最大储能 WLm； （２）设电压的初相φuL＝30°，且电压、电流的参考方向 关联，画出电压、电流的相量图； （３）若频率 f＝5000Ｈｚ，线圈的感抗又是多少？;（2） 则： 电压、电流的相量图为：;知识链接4 交流电路中的电容; 电容元件是电容器的理想模型，电容器是一种能存贮电荷的贮能元件。 ;2、电容元件的伏安关系;3．电容元件的储能 ;;（2）电容两端的电压在相位上比电流滞后 90 度（电压电流的复数比值为一负虚数）。 ;其波形如图，可见电容与电源之间进行着能量互换（吞吐）;定义：瞬时功率的最大值（能量转换的规模）。;例题：; 由于电容的电压与电流正交（即相位差为９０°），当电流 ic＝０时，电压 u c恰为正或负的最大值，故此时电容的储能为：;小结： (1) 电阻、电容、电感两端电压与电流的相量值、有效值（最大值） 均服从欧姆定律。在相位上电阻两端的电压与电流同相，电感 两端的电压比电流超前 90°，电容两端的电压滞后电流 90°。 (2) 相量形式欧姆定律的意义： 若两复数的比值为一实数，则表明它明的复角相等。在电路中 表明它们同相（电阻元件）。若两复数的比值为一正的虚数， 则表明分子的复角大于分母 90°。在电路中表明正交（电感元 件）。若两复数的比值为一负的虚数，则表明分子的复角小于 分母 90° 。在电路中也表明正交（电容元件）。 ;知识链接5 R、L、C串联电路;?? 电压三角形 ;当;——电压超前于电流的相位差。;（2）R、L、C串联电路的复阻抗;阻抗角为;（3）任意无源串联单口的复阻抗;例题：;电路的复阻抗;　由以上计算结果绘出各电流、电压的相量图:各电流电压的瞬时值表示式分别为;附1： G、C、L并联电路和复导纳;电