《电工电子技术》——正弦交流电路课件.pptVIP

第2章 正弦交流电路 2.1 正弦交流电的基本概念 2.2 正弦量的相量表示法 2.3 单一参数交流电路 2.4 R、L、C串联交流电路 2.5 阻抗的串联与并联 2.6 功率因数的提高及有功功率的测量 2.7 三相交流电路 2.1 正弦交流电的基本概念 2.1.2正弦量的三要素 二、周期、频率和角频率 三、初相位 2.1.2同频率正弦量的相位差 2.2 正弦量的相量表示法 2.2.2正弦量的相量表示法 二、相量图 2.2.3正弦量的相量运算 2.3单一参数交流电路 三、单一电阻元件正弦交流电路的功率 2.3.2单一电感元件交流电路 二、单一电感正弦交流电路的功率 2.3.3单一电容元件交流电路 二、单一电容正弦交流电路电压与电流之间的关系 二、单一电容元件电路的功率 第2章 正弦交流电路 2.4 R、L、C串联交流电路 2.4.1电路上电压、电流关系 二、复数阻抗 2　阻抗三角形 3　电压、电流的相位变换 2.4.2　R、L、C串联交流电路上功率关系 2.5阻抗的串联与并联 2.5.2阻抗的并联 2.6功率因数的提高及有功功率的测量 2.6.2有效功率的测量 2.7三相交流电路 2.7.2三相交流电源联接 2.7.3三相交流负载联接 2.7.4三相交流电路的功率 在我们的实际生活中，大多数的负载是感性的，因此，提高供电系统功率因数的主要方法是在电感性负载两端并联一个容量数值合适的电容器，这个电容器称为补偿电容。 　 　 2.7.1三相交流电源 为电动势的最大值。 对称三相电动势的一个重要特点是它们的瞬时值之和为零。 在电路分析和计算中，一般采用电源电压来表示电源的作用效果。其参考方向自绕组的始端指向末端方向，与电源电动势的方向相反，大小相等。 　　　　 　　　　 　　 相量表达式为： 一、星形（ ）联接 感抗 的大小为： 3 相位关系 正弦电压 超前正弦电流 90°。 电感元件中电压与电流相位关系的相量图 1 瞬时功率 2 平均功率 = =0 3 无功功率 瞬时功率的最大值为无功功率 一、电容元件的伏安关系 电容元件的伏安特性为: 1　电压与电流之间的频率关系 电容元件两端的端电压与电流是同频率的正弦电量。 2　电压与电流之间的数值关系 最大值 有效值 等于电压有效值与电流有效值之比，单位为欧[姆]，称为容抗。 3　电压与电流之间的相位关系 电容元件的电压 滞后于电流 90° 1　瞬时功率 2　平均功率 3　无功功率 在实际工程中，电路模型往往是由多个电阻、电感和电容元件组成的串联或并联电路，本节就在上一节介绍的单一正弦交流电路的基础上，讨论电阻、电感和电容元件串联电路和并联电路中的电压、电流关系及功率特性。 R、L、C串联交流电路如下图所示： 　　　　　　　 （a）时域模型　　　　 （b）相量模型 设上图所示电路中，流过的正弦电流为： 因为电路中只有一个电流，所以各器件两端的电压也是同频率的，总电压为： 又： Z称为电路的复数阻抗，可简称为阻抗，单位为欧姆。引入复数阻抗的概念以后，电压相量与电流相量之间符合欧姆定律的形式。 得： 1　复数阻抗可以用两种表示形式： 代数形式 可以认为复数阻抗的代数形式直接与串联电路中的电路元件相对应，它是实部是串联电路中的电阻 ，虚部为感抗和容抗之差 ，称为电抗，单位为欧姆。 极坐标形式 电阻 电抗 阻抗模： 阻抗角： 阻抗三角形 电感性电路: 电容性电路: 电感性电路: 已知输入端电流和电压分别是： 一、瞬时功率 经过三角函数变换后得： 式中 二、平均功率 称为功率因数。 由于电感、电容元件的平均功率是零，因此，平均功率P也可以用下式计算： 三、无功功率 上式也是计算正弦交流电路无功功率普遍适用的公式。 四、视在功率 正弦交流电路电压与电流有效值乘积UI称为视在功率，用大写字母S表示。即 五、功率三角形 视在功率S、平均功率P和无功功率Q之间，存在如下三角关系： 2.5.1阻抗的串联 多个阻抗串联可以用一个等效的阻抗来代替，如下图所示，这是一个不含电源的二端网络等效变换。 Z为串联阻抗的等效阻抗，等于各个串联阻抗之和，即： 二、阻抗串联谐振 含有电感和电容元件的无源二端网络，在一定条件下，电路只呈现阻性，即网络中的电压和电流同相，感抗等于容抗，这种工作状态称为谐振。R、L、C串联电路发生的谐振现象称为串联谐振。 阻抗串联具有分压的作用。 阻抗串联谐振发生的条件是： 说明： 调节电路中，W、L、C三个参数中的任意一个，都可能使阻抗串联电路发生谐振现象。 一、阻抗并