电路基础第3章 正弦流电路.ppt

关于单位： ★国际单位制（SI）中，周期的单位为秒（s）；频率的单位为1／秒，又称为赫兹（Hz）；角频率的单位为弧度/秒(rad/s)。 3.相位差 ?相位差? ?：两个同频率 正弦量间的初相位之差。 例3-1 一正弦交流电，最大值为311V，t=0时的瞬时值为269V，频率为50Hz，写出其解析式。 4.有效值 例3-3 照明电源的额定电压为220V,动力电源的额定电压为380V,问它们的最大值各为多少? 一、复数及其运算 2.复数的运算 ? 相量图 将同频率正弦量的相量画在复平面上 所得的图叫做相量图。 例3-4 试写出下列正弦量的相量并作出相量图。 定理：正弦量的和的相量，等于正弦量的相量和。 例3-6 图示交流电路中某一回路 例3-7 一个标称值为“220V,75W”的电烙铁，它的电压为 ，试求它的电流和功率，并计算它使用20小时所耗电能的度数。 二、纯电感电路 定义线圈电感为 例3-9 把一个0.1H的电感元件接到频率为50Hz，电压有效值为10V的正弦电压源上，问电流是多少？如保持电压不变，而频率调节为5000 Hz，此时电流为多少？ 3-8 功率因数的提高 在感性负载上并联了电容器以后 减少了电源与负载之间的能量交换，能量的交换现在主要发生在电感性负载与电容器之间，因而使发电机容量能得到充分利用。 减小了线路电流也减小了线路的功率损耗。 采用并联电容器的方法电路有功功率未改变，因为电容器是不消耗电能的，负载的工作状态不受影响。 小结: 电阻、电感、电容的电压电流有效值关系满足欧姆定律，相位关系依次为u、i同相;u超前i 90°;u滞后i 90°。 1.元件约束（伏安特性）在关联参考方向下 ， ， 或 KCL: 或 KVL: 或 2.互连约束(KCL和KVL) 3.单一元件的功率 ? 电阻、电感、电容的瞬时功率 ? 电阻消耗能量其功率为有功功率： W ? 电感进行能量交换的规模为无功功率： Var ? 电容进行能量交换的规模为无功功率： Var 4.电容、电感的连结 并联电容的等效电容等于各个电容之和，即 　串联电容的等效电容的倒数等于并联各电容倒数之和。即 （1）串联 电感串联后的等效电感为各串联电感之和。即 （2）并联 电感并联电路等效电感的倒数等于并联各电感倒数之和。即 （1）并联 （2）串联 第10教学单元 3-5 RLC串联电路的分析 3-6 阻抗的串联与并联 教学内容 电阻、电感、电容串联电路的分析，阻抗的概念及阻抗串、并联电路的计算。 教学要求 1.电阻、电感、电容串联电路的分析。 2.掌握阻抗的概念。会计算阻抗串、并联的等效电路。 教学重点和难点 重点：阻抗的概念和电路的相量分析方法。 难点：相量分析与计算。 3-5 RLC串联电路的分析 一、电流、电压关系 因为 u R L C i 所以 复阻抗 复阻抗 电抗 电阻 阻抗的单位为欧姆（?） 相量形式的欧姆定律 其中： 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。 电路性质的分析 阻抗角 当XLXC时，? 0 表示 u 超前 i －－电路呈感性 当XLXC时，? 0 表示 u 滞后 i －－电路呈容性 当XL=XC时，? =0 表示 u 、 i 同相－－电路呈纯阻性（谐振） ?一定时，电路性质由参数决定 二、功率 在RLC 串联电路中，设i =Imsin?t， u =Umsin（?t +?u）。 1.瞬时功率 因为?i=0，所以? =?u-?i = ?u 2.平均功率 总电压 总电流 u 与 i 的相位差或 该电路的阻抗角 ----- 功率因数 功率三角形 Q P S j X R ∣Z∣ j 阻抗三角形 电压三角形 电压乘电流 电压除电流 分析RLC串联 电路相量图 3.无功功率 4.视在功率 （单位：伏安） Q P S j 功率三角形有助记忆 视在功率也称功率容量，交流电气设备是按照规定了的额定电压UN 和额定电流IN 来设计使用的。变压器的容量就是以额定电压和额定电流的乘积来表示的即SN=UNIN 。 例3-15 由电阻R=8Ω、电感L=0.1H和电容C=127μF组成串联电路，如设电源电压 试求电流i，UR，UL，UC,并作出相量图。 感抗及容抗为 电路的复阻抗为 解: 电流的解析式为 各元件上的电压为 电阻、电感、电