单相正弦交流电路.ppt

无功功率：瞬时功率：p=ui=2UIsin（ωt+90°）sinωt=UIsin2ωt2.功率有功功率：P=0例题：正弦交流电源电压U=220V，f=50Hz，接上电感线圈的电感L=0.05H，电阻可忽略不计。试求通过线圈中的电流I、有功功率P和无功功率为多少？解：XL=ωL=2πfL=2π×50×0.05≈15.71(Ω)I=U/XL=220/15.71≈14.0(A)P=0QL=UI=220×14=3080(var)串联电路思考：为什么1.电流和电压的关系RL串联电路总电压和电阻、电感元件上分压关系：总电流滞后总电压一个φ角2.功率关系或有功功率无功功率视在功率在RL串联的交流电路中，电阻消耗有功功率，电感与电源交换无功功率。即RL串联的交流电路既消耗有功功率又占有电源功率。将电源对此电路表现出的功率称为视在功率，它等于电流、电压有效值之乘积，用S表示，单位为V·A或kV·A。解：感抗阻抗根据欧姆定律有功功率无功功率视在功率应用案例——荧光灯电路工作原理是：闭合开关S，启辉电压加在启辉器动、静触片之间产生辉光放电，U形双金属片受热膨胀，与静触片接触，电流流过灯丝预热。由于动、静触片的接触，辉光放电停止，U形双金属片冷却而收缩，动、静触片突然断开，在镇流器的线圈上产生很高的自感电动势与电源电压叠加后加在灯管的两端，使灯管内的惰性气体与水银蒸气电离产生辉光放电而导通。（a）电感镇流器（b）启辉器（c）原理图RLC串联电路电流和电压的关系用相量表示2.端电压、电流的相位关系（1）当时（2）当时（3）当时3.RLC串联电路阻抗之间的关系电压三角形阻抗三角形φ叫做阻抗角，也是端电压和电流的相位差项目四正弦交流电路任务二正弦交流电路正弦交流电及正弦交流电的产生正弦交流电交流电大小和方向都随时间作周期性变化、并且在一个周期内其平均值为零（在一个周期内正负半周的面积相等）的电压或电流，统称为交流电。图5-2是几种交流的波形。图5-2几种交流电波形正弦交流电可以利用变压器升压或降压，便于电能的远距离输送；可以通过整流将交流电变为直流电，供直流设备应用。按正弦规律变化的电压或电流，称为正弦交流电（图6-2b）。正弦交流电有时也简称交流电。正弦交流电有着广泛地应用。我国的工业电力网采用的就是50Hz正弦交流电（又简称工频交流电），因为它有以下优点：交流电动机结构简单、成本低、电磁噪声小、使用维护方便；由于正弦交流电随着时间作周期性变化，因此交流电路和直流电路有着很大的区别。在直流电路中各种负载都可以用一个电阻来等效，然后利用电阻电路的计算方法来计算电路中的各个电量。在交流电路中，由于电流在交替变化，除了电阻元件可以通过交流电流之外，电容器也可以通过交流电。01040203电容器在交流电路中由于不断地充电和放电，相当于电流在电容器中流动；电感线圈在直流电路中相当于短路，但在交流电路中，由于电流的变化使电感线圈产生自感电动势，这个自感电动势阻碍电流的流动，因此，电感线圈在交流电路中的作用与在直流电路中的作用有着本质的区别。在交流电路中工作的各种电器以及电路器件（电路负载），根据其工作性质不同，可以用电阻、电容、电感来等效。电阻、电容、电感又称为交流电路的三大元件。5.1.2正弦交流电的产生右图所示是发电机的正面示意图。右图中转子具有一对N、S磁极，磁极的表面制造的比较特殊，使磁感应强度相对绕组按正弦规律分布；A、B是绕组的两个有效边，固定在定子上，两个端点接负载，图中虚线表示绕组的背面连在一起。当α=0，转子的中性面扫过绕组的A、B边，由于此时绕组的A、B边不切割磁力线，绕组中没有感应电动势。当α＞180o，对于绕组而言，磁极已经反向，绕组中的感应电动势亦反向，即A为流进，B为流出。下面分析转子按逆时针方向匀速转动，绕组切割磁力线产生感应电动势的情况：当α=90o，扫过绕组的A、B边磁感应强度最大，绕组中的感应电动势也最大，电流方向为A流出，B流进。当α=270o，绕组中的感应电动势达到负的最大值。当α=360o，转子转过了一个周期，转子的中性面又经过绕组，其感应电动势为零。010203040506根据转子磁极表面的磁感应强度相对绕组按正弦规律变化，即B=Bmsinα又根据电磁感应公式：E＝Blυ，e=υlBmsinα=Emsinα式中υ——转子的旋转速度；L——绕组的AB有效边长度之和；