电子课件-《电工学（第四版）（机械类）》-A02-6136电工学-第三章.ppt

第三章 正弦交流电路 §3.1 交流电的基本概念 §3.2 正弦交流电的相量图表示法 §3.3 纯电阻交流电路 §3.4 纯电感交流电路 §3.5 纯电容交流电路 §3.6 RLC串联电路 §3.7 提高功率因数的意义和方法 §3.8 常用照明电路 §3－1 交流电的基本概念 一、什么是交流电 二、交流电的产生 三、正弦交流电的周期、频率和角频率 四、正弦交流电的最大值、有效值 五、正弦交流电的相位与相位差 正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围。 角频率反映了正弦量的变化快慢。 初相位反映了正弦量的起始状态。 §3－2 正弦交流电的相量图表示法 同一相量图中，各正弦交流电的频率应相同。 同一相量图中，相同单位的相量应按相同比例画出。 一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向，逆时针转动的角度为正，反之为负。 用相量表示正弦交流电后，它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。 §3－3 纯电阻交流电路 二、电流与电压的数量关系 §3－4 纯电感交流电路 一、电感对交流电的阻碍作用 线圈的自感系数愈大，感抗就愈大。 交流电的频率越高，线圈的感抗也越大。 纯电感电路不消耗能量，它是一种储能元件。 通常用瞬时功率的最大值来反映电感与电源之间转换能量的规模，称为无功功率，用QL表示，单位乏（Var）。 §3－5 纯电容交流电路 一、电容对交流电的阻碍作用 电容器的电容量越大，容抗越小 。 交流电的频率越高，电容器的容抗越小 。 §3－6 RLC串联电路 一、电容对交流电的阻碍作用 电抗 X = XL—XC 阻抗 阻抗角 §3－7 提高功率因数的意义和方法 充分利用电源设备的容量 减小供电线路的功率损耗 §3－8 常用照明电路 一般照明——无特殊要求，为整个被照场所而设置的照明。 局部照明——局限于某一工作部位的照明。 混合照明——由一般照明和局部照明共同组成的照明称混合照明。 白炽灯 荧光灯 卤钨灯 高压汞灯 高压钠灯 节能灯 三、功率 【例3－4 】一个0.7H的电感线圈，电阻可以忽略不计。 （1）先将它接在220V、50Hz的交流电源上，试求流过线圈的电流和电路的无功功率。 （2）若电源频率为500Hz，其他条件不变，流过线圈的电流将如何变化？ 解题过程 先接通6V直流电源，灯泡HL1正常发光；灯泡HL2瞬间微亮，随即熄灭，说明直流电不能通过电容器。 再改接6V交流电源，两只灯泡都亮，但灯泡HL1要比HL2亮得多。 容抗——电容对交流电的阻碍作用，用XC表示，单位为欧姆（Ω）。 二、电流与电压的关系 纯电容电路欧姆定律的表达式： 三、功率 纯电容电路的平均功率为0，说明纯电容不消耗功率 纯电容电路的无功功率为： 【例3－5 】 容量为40μF的电容接在的电源上，试求：（1）电容的容抗；（2）电流的有效值；（3）电流瞬时值表达式；（4）电路的无功功率。 解题过程 开关SA闭合后接交流电压，灯泡微亮。再断开SA，灯泡突然变亮。测量R、L、C两端电压 UR 、UL、UC ，发现： 二、电压与电流的关系 RLC串联电路的总电压瞬时值等于多个元件上电压瞬时值之和，即： 对应的相量关系为： 图中阴影部分是一个三角形，称为电压三角形，它表明了RLC串联电路中总电压与分电压之间的关系。 三、电路的电感性、电容性和电阻性 四、功率 视在功率——电压与电流有效值的乘积，用S表示，单位为伏·安（VA）。 视在功率并不代表电路中消耗的功率，它常用于表示电源设备的容量。 视在功率S与有功功率P和无功功率Q的关系： 称为功率因数。 五、电压三角形、阻抗三角形和功率三角形 电压相量图 电压三角形 阻抗三角形 功率三角形 计算电感性负载的有功功率，除考虑电压、电流的大小外，还要考虑电压、电流之间的相位差，即 对于纯电阻负载， 对于电感性负载， 在电感性电路中，有功功率只占电源容量的一部分，还有一部分能量并没有消耗在负载上，而是与电源之间反复进行交换，这就是无功功率，它占用了电源的部分容量。 一、提高功率因数的意义 提高自然功率因数 接电容器补偿 二、提高功率因数的方法 补偿电容器 一、常用照明方式 二、常用照明灯具 常用照明灯具 三、荧光灯电路 荧光灯电路由荧光灯管、镇流器、启辉器等组成。 荧光灯起辉过程 * * 交