交变电流课件学案练习PPT.pptx

交变电流课件学案练习

目录CONTENTS交变电流基本概念描述交变电流的物理量电阻、电感和电容对交变电流影响串联谐振和并联谐振现象分析非正弦式交变电流简介及特点学案练习题精选与解析

01交变电流基本概念CHAPTER

大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。交变电流定义周期性变化是交流电最主要的特点。交变电流特点交变电流定义及特点

0102正弦式交变电流产生原理中性面：线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次。线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电。

交流电完成一次周期性变化所需的时间。在一个周期内，交流电的方向变化两次。交流电在1s内完成周期性变化的次数。角频率ω：ω=2π/T=2πf。周期、频率和角速度关系频率f周期T

02描述交变电流的物理量CHAPTER

最大值交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，用Im表示，单位为安培（A）。瞬时值交变电流在某一时刻的数值，用i表示，单位为安培（A）。有效值与交变电流热效应相等的直流电的数值，用I表示，单位为安培（A）。对于正弦交流电，有效值等于最大值的√2/2倍。瞬时值、最大值和有效值概念

峰值与有效值关系对于正弦交流电，峰值Im与有效值I之间的关系为Im=√2I。应用在电路分析和计算中，通常使用有效值来表示交变电流的大小，因为有效值能够反映电流的平均效果。而在某些特定情况下，如电容器、电感器的击穿电压等，需要考虑峰值的影响。峰值与有效值关系及应用

两个同频率正弦交流电的相位之差，用Δφ表示，单位为度（°）或弧度（rad）。相位差反映了两个交流电之间的时间差。相位差有功功率与视在功率之比，用cosφ表示。功率因数反映了交流电路中有功功率的占比，是评价电路功率效率的重要指标。功率因数越高，电路的能量利用率越高。在交流电路中，为了提高功率因数，可以采取一些措施，如合理选择和配置电气设备、降低谐波含量等。功率因数相位差与功率因数概念

03电阻、电感和电容对交变电流影响CHAPTER

在纯电阻电路中，电压和电流保持同相位，即它们同时达到最大值和最小值。同相位关系电压和电流之间的关系符合欧姆定律，即U=IR，其中U为电压，I为电流，R为电阻。欧姆定律适用纯电阻电路中电压与电流关系

相位差90度在纯电感电路中，电压和电流之间存在90度的相位差。具体来说，电流滞后电压90度。感抗影响电感对交变电流具有感抗作用，感抗的大小与电感量L和交变电流的频率f成正比。纯电感电路中电压与电流关系

相位差90度在纯电容电路中，电压和电流之间也存在90度的相位差。但与纯电感电路不同的是，电压滞后电流90度。容抗影响电容对交变电流具有容抗作用，容抗的大小与电容量C和交变电流的频率f成反比。纯电容电路中电压与电流关系

04串联谐振和并联谐振现象分析CHAPTER

串联谐振条件及特点在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电路的阻抗Z=√R^2+(XC-XL)^2=R，电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。串联谐振条件串联谐振也称为电压谐振，在串联谐振电路中，电阻、电感及电容上的电压有效值相等，即UR=UL=UC。同时，电路中的总电压U等于各元件上电压有效值的向量和，且总电压U与电路中的电流I同相位。串联谐振特点

VS在电感、电容和电阻组成的并联电路中，当电感线圈的磁场能量与电容器的电场能量相等时，电路的总电流最小，呈现纯电阻特性，这种现象称为并联谐振。并联谐振也称为电流谐振。并联谐振特点在并联谐振电路中，电感线圈和电容器的阻抗相等且等于电阻的阻抗，即ZL=ZC=ZR。此时，电路中的总电流I等于各支路电流有效值的向量和，且总电流I与电路中的电压U同相位。并联谐振条件并联谐振条件及特点

谐振现象在生活生产中应用收音机调谐：收音机的输入电路是一个LC调谐电路，通过调整可变电容器的电容来改变调谐电路的固有频率，使其与接收电台的频率相同，从而实现收音机的调谐功能。电力系统中无功补偿：在电力系统中，为了提高功率因数、降低线路损耗和改善电压质量等目的，常采用无功补偿装置。其中，并联电容器是一种常用的无功补偿装置。当电容器组投入运行时，会产生一个容性无功电流，这个电流可以补偿系统中的感性无功电流，从而提高功率因数。滤波器设计：在电子电路中，为了滤除某些特定频率的干扰信号或选取某些特定频率的信号，常采用LC滤波器。LC滤波器由电感线圈和电容器组成，通过调整电感线圈的电感和电容器的电容来改变滤波器的截止频率，从而实现滤波功能。振荡器设计：振荡器是一种能够产生周期性信号的电子电路。在振荡器中，LC振荡回路是一个重要组成部分。通过调整电感