《电工电子技术基础（第三版）》 课件 模块二 直流电路.pptx

模块二交流电路任务 一认识交流电任务 二验电笔和万用表的使用课题一任务 三认识单一参数正弦交流电路任务 四认识RLC串联电路任务一认识交流电学习目标了解电能的生产、变换与输送过程掌握正弦交流电的三要素掌握正弦交流电的三种表示方法任务一认识交流电相关知识一、220 V 正弦交流电 交流电的大小和方向是随时间变化的。若按正弦规律变化，称其为正弦交流电。如果不做特别说明，通常所说的交流电都是指 正弦交流电，用符号“～”表示。 用示波器可以显示输送到用户的 220 V 交流电的电压波形（见图 2-3）， 输送到用户的交流电的电压是按正弦规律变化的。 电视机、计算机等使用的都是这种正弦交流电。二、正弦交流电的三要素如图 2-4 所示为照明电路中使用的“220 V，50 Hz”交流电的波形图。其瞬时值表达式为任务一认识交流电相关知识二、正弦交流电的三要素从图上可以直观地看到：（1）交流电每重复变化一次所需要的时间为 0.02 s。 （2）正弦波形最高点的电压数值为 220V。（3）在 t=0 时，所对应的电压数值 u=220 sin100πt=220 sin0°=0 V。以上三个条件所包含的信息就是关于交流电的三要素问题，这是决定正弦交流电波形的关键因素。任务一认识交流电相关知识1．周期、频率、角频率（1）周期。交流电每重复变化一次所需时间称为周期，用符号 T 表示，单位是秒（s）。（2）频率。交流电在 1 s 内重复变化的次数称为频率，用符号 f 表示，单位是赫兹 （Hz）。根据定义可知，周期和频率互为倒数，即（3）角频率。正弦交流电随时间的变化关系也可以用一个在直角坐标系中绕原点沿逆时 针方向旋转的相量表示。交流电每秒变化的角度（电角度）称为角频率，用 符号 ω表示，单位是 rad/s。任务一认识交流电相关知识2．瞬时值、最大值和有效值（1）瞬时值。交流电在某一时刻的值称为在这一时刻交流电的瞬时值。（2）最大值。交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦交流电的最大值，用 Um 表示。（3）有效值。使交流电和直流电加在同样阻值的电阻上，如果在相同时间内产生的热量相等，就把这一直流电的大小叫作相应交流电的有效值，交流电压的有效值用 U表示。交流电压的有效值和最大值之间的关系为任务一认识交流电相关知识3．相位和相位差（1）相位。在瞬时值表达式 表示正弦交流电在任意时刻的电角度，称为相位角，也称相位 ，它反映了交流电变化的进程。式中 为正弦量在 t=0 时的相位，称为初相位，也称初相角或初相。 交流电的初相可以为正，也可以为负。若 t=0 时正弦量的瞬时值为正，则初相为正，如图 2-7a 所示；若 t=0 时正弦量的瞬时值为负，则初相为负，如图 2-7b 所示。任务一认识交流电相关知识初相位通常用不大于 180°的角来表示。（2）相位差。两个同频率交流电的相位之差称为相位差，用符号表示，即如果一个交流电比另一个交流电提前达到零值或最大值，如图 2-8a 中 e1 和 e2， =0，则称 e1 超前 e2，或称 e2 滞后 e1；若两个交流电同时达到零值或最大值，即两者的初相位相等，则称它们同相位，简称同相，如图 2-8b 所示；若一个交流电达到正的最大值 时，另一个交流电同时达到负的最大值，即它们的初相位相差 180°，则称它们反相位，简称反相，如图 2-8c 所示；若两个正弦交流电相位差 =90°，则称它们正交，如图 2-8d 所示。 任务一认识交流电相关知识 综上所述，正弦交流电的最大值反映了正弦交流电的变化范围，其角频率反映了正弦交 流电的变化快慢，其初相位反映了正弦交流电的起始状态。由这三个量可以唯一确定一个交 流电。因此，最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。任务一认识交流电相关知识三、正弦交流电的表示方法 在分析和计算正弦交流电时，通常用解析式、波形图和相量图等表示方法来表示一个正 弦交流电。无论用哪一种表示方法，都需要表达出正弦交流电的三要素：最大值、角频率和 初相位。 1. 解析式表示法 解析式表示法就是用正弦函数来表示交流电，其一般表示形式为瞬时值表达式 u=Umsin（ωt+ ），从解析式中可以直观地知道最大值 Um、角频率 ω和初相角。 解析式是交流电的基本表示方法。任务一认识交流电相关知识2．波形图表示法 用正弦函数图像来表示交流电的方法就是波形图表示法。 在波形图的纵轴上可以确定瞬时值和最大值，在横轴上可以确定角频率和初相角。3．相量图表示法 如果要对正弦交流电进行加、减运算，无论是运用波形图还是解析式都不方便，为此引 入正弦交流电的相量图表示法。 以正弦电动势 e=