第4章正弦交流电路概要.ppt

第4章 正弦交流电路 第4章 正弦交流电路 1. 理解正弦量的特征及其各种表示方法； 2. 理解电路基本定律的相量形式及阻抗； 熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法， 会画相量图。； 3. 掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时 功率、无功功率和视在功率的概念； 4.了解正弦交流电路的频率特性，串、并联谐 振的条件及特征； 5.了解提高功率因数的意义和方法。 4.1.1 频率与周期 4.1.2 幅值与有效值 4.2 正弦量的相量表示法 2.正弦量用旋转有向线段表示 3. 正弦量的相量表示 复数表示形式 例1：正误判断 例2: 例4: 已知 例5: 2. 功率关系 (2) 平均功率(有功功率)P 可得相量式： 2. 功率关系 瞬时功率 ： 瞬时功率 ： 例7： 有效值 可得相量式 2.功率关系 瞬时功率 ： 实际的电阻、电容 电阻器的色环表示法 (2)相量法 b、 相量图 2.功率关系 (4) 视在功率 S 例10： 方法1： 方法1： 例11： 用以衡量电感电路中能量交换的规模。用瞬时功率达到的最大值表征，即 单位：var (3) 无功功率 Q 例6: 把一个0.1H的电感接到 f=50Hz, U=10V的正弦电源上，求I，如保持U不变，而电源f = 5000Hz, 这时I为多少？ 解： (1) 当 f = 50Hz 时 （2）当 f = 5000Hz 时 所以电感元件具有通低频阻高频的特性 的电流 一只L=20mH的电感线圈，通以 求(1)感抗XL;(2)线圈两端的电压u;(3)有功功率和无功功率。 解：（1）感抗 （2） 有效值: 电压 u 超前电流 i 90° （3）有供功率 P=0 无供功率 电流与电压的变化率成正比。 基本关系式： 1.电流与电压的关系 ① 频率相同 ② I =U?C ③电流超前电压90? 相位差 则： 4.3.3 电容元件的交流电路 u i C + _ 设： i u i u 或 则: 容抗（Ω） 定义： 所以电容C具有隔直通交的作用 XC 直流： XC ，电容C视为开路 交流：f 容抗XC是频率的函数 则： 电容电路中复数形式的欧姆定律 相量图 超前 由： (1) 瞬时功率 u i C + _ (2) 平均功率 Ｐ 由 C是非耗能元件 u i + - u i + - u i + - u i + - + p 0 充电 p 0 放电 + p 0 充电 p 0 放电 p o 所以电容C是储能元件。 结论： 纯电容不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。 u i o u,i 同理，无功功率等于瞬时功率达到的最大值。 (3) 无功功率 Q 单位：var 为了同电感电路的无功功率相比较，这里也设 则： 指出下列各式中哪些是对的，哪些是错的？ 在电阻电路中： 在电感电路中： 在电容电路中： 【例8】 单一参数电路中的基本关系 参数 L C R 基本关系 阻抗 相量式 相量图 单一参数正弦交流电路的分析计算小结 电路图 (参考方向) 阻抗 电压、电流关系 瞬时值 有效值 相量图 相量式 功　率　　　　　　　 有功功率 无功功率 R i u 设 则 u、 i 同相 0 L C 设 则 则 u领先 i 90° 0 0 基本 关系 + - i u + - i u + - 设 u落后 i 90° 电阻的主要指标 1. 标称值 2. 额定功率 3. 允许误差 种类: 碳膜、金属膜、 线绕、可变电阻 电容的主要指标 1. 标称值 2. 耐压 3. 允许误差 种类: 云母、陶瓷、涤纶 电解、可变电容等 一般电阻器、电容器都按标准化系列生产。 四环 五环 倍 率 10n 误 差 有效 数字 误 差 黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.1 0.01 误差: ? 1 2 0.5 0.2 0.1 5 10 （ % ） 有效 数字 倍 率 10n 如电阻的4个色环颜色依次为： 绿、棕、金、金—— 如电阻的5个色环颜色依次为： 棕、绿、黑、金、红—— 四环 倍 率 10n 误 差 有效 数字 五环 有效 数字 误 差 倍 率 10n 讨论 交流电路中 与参数R、L、C、 ? 间的关系如何？ 1. 电流、电压的关系 U =IR + I?L + I 1/ ? C ? 直流电路两电阻串联时 4.4 RLC串联的交流电路 设： RLC串联交流电路中 R L C + _