[工程科技]第三节 正弦交流电.ppt

表示电路中具有存储磁场能量特征负载的参数。电感在交流电流的作用下，会因电磁现象而产生感应电动势。因此，对通过电感的电流起到推迟其变化的阻碍作用。 电感L： 表示电路中具有存储电场能量特征负载的参数。由于交流电压的变化，电容要随着外加电压的变化而反复充电、放电。因此，对通过电容两端电压起到推迟其变化的阻碍作用。 电容C： 任何两个金属导体，中间隔以绝缘材料，就形成电容器，简称电容。 在任何一个交流电路中，R、L、C这三个参数都同时存在，但是在实际电路中，往往可以根据它们效应的强弱，略去其中某一个参数或两个参数。同时，为了计算方便，假定导线上的R、L、C都可忽略不计，把电路中的参数都看成集中参数来分析。 纯电阻电路是略去电感L、电容C的作用而只有电阻负载的交流电路。如电炉的供电线路就可以看作是纯电阻电路。 1、纯电阻电路 纯电阻电路图 + u R i （1）电压和电流 纯电阻电路中，电压和电流是同相位的，而且均按正弦规律变化。它们的波形图和相量图如下图： u i 0 u i 波形图 I U . . 相量图 电流与电压的关系为 （1-42） 由上式可知，在电阻电路内，电流的有效值等于电压的有效值除以电阻。 （2）有功功率 功率等于电压与电流的乘积。在交流电路中由于电压和电流都是交变量，功率为时间t的函数，称为瞬时功率，用“p”表示。瞬时功率在一个周期内平均值称为平均功率或有功功率，用“P”表示。 纯电阻电路的有功功率等于该电路的电压有效值与电流有效值的乘积，单位是W或Kw. P = UI （1-43） 例题[1-11] 有一电压u = 20sinωt（V）、负载电阻R=4Ω的纯电阻电路。求电路电流的瞬时值、有效值及其有功功率。 解：瞬时电流 电压有效值 电流有效值 有功功率 例题[1-12] 试求：（1）220V/200W灯泡的灯丝电阻是多少？ （2）220V/100W灯泡的灯丝电阻又是多少？ 解：因为 所以 （1）220V/200W灯丝电阻 （2）220V/100W灯丝电阻 计算结果说明，在同样的电压下，负载电阻值的大小与其功率成反比。 2、纯电感电路 电机、变压器等电器设备，就是由许多绕组所组成的，具有一定电感。如果绕组的电阻很小，可以忽略不计时，则由此类电器组成的电路，就可看成是一纯电感电路。纯电感电路实际上是不存在的。我们研究这种电路，主要是了解电感在电路中的作用，为以后研究复杂电路打下理论基础。 + u 纯电感电路图 i L 波形图 u i π 2π u i 0 1、频率相同。 2、相位相差900,即u 领先i 900。 电压与电流的关系： 相量图 0 . U . I （1）电压有效值和电流有效值 电感电路的电压有效值与电流有效值的比值为 式中ωL表示电感对交流电电抗作用。简称感抗，以“XL”表示，单位为Ω。即 （1-45） （1-44） 一个电感线圈的感抗，只在一定频率下才是常量，频率越高则感抗越大，这是因为电流的频率越高，即变动越快，则感应电势就越大的缘故。对于恒定的直流来说，频率为零，感抗亦为零，故恒定直流电路中不考虑电感这个参数。电感有短路直流的作用。 （2）功率 在纯电感电路中，只有电感与电源间的能量交换，而没有能量消耗，这种电感与电源间的能量交换规律，用无功功率Q表示。无功功率的单位称乏（Var），其值等于电压与电流有效值的乘积。 （1-46） 无功功率在生产中占有重要的地位。因为很多电气设备，如电磁振动器、工频炉等，都是根据电磁原理工作的。它们都是感性负载，并靠磁场传送和转换能量。没有磁场这些设备就不能工作。可见“无功”不能理解为“无用”，无功功率是具有电感线圈的电气设备（感性负载）正常工作的必要条件。 3、纯电容电路 将电容器接在交流电源上，就组成一电容性电路。如果电路中的电阻很小可以忽略不计时，这个电路叫做纯电容电路，如图所示。 i + u C 纯电容电路图 将电容器接在交流电路中，由于交流电压的周期变化，使电容器出现周期性的充放电。因此，在连接导线上有交变电流出现。 波形图 i u π 2π u i 0 在纯电容正弦交流电路中，电压、电流的关系： 1、频率相同。 2、相位相差900，即i超前u900。 电压达到0点时，电流达到最大值。 相量图 0 . U . I （1）电压和电流有效值的关系 纯电容电路电压与电流有效值的比是： （1-47） 式中， ，表示电容对交流电的电抗作用，简称容抗，以“XC”表示，