第2章 正弦交流電路

第2章正弦交流電路

示波器示波器外形示波器的面板顯示部分電源開關(guān)輝度旋鈕聚焦旋鈕和輔助聚焦旋鈕標(biāo)尺亮度旋鈕X軸系統(tǒng)t/div微調(diào)開關(guān)擴展拉×10開關(guān)內(nèi)外開關(guān)AC、AC(H)、DC開關(guān)高頻、觸發(fā)、自動開關(guān)Y軸系統(tǒng)顯示方式選擇開關(guān)極性拉YA開關(guān)內(nèi)觸發(fā)拉YB開關(guān)V/div微調(diào)開關(guān)——示波器使用前的檢查外觀將查——檢查面板上各旋鈕、開關(guān)有無損壞，轉(zhuǎn)動是否正常，保險絲是否完整。將電源插頭接至“220V,50HZ”電源，打開電源開關(guān)，指示燈亮將“V/div微調(diào)開關(guān)”置于20V/div，“內(nèi)外開關(guān)”置于“外”，輝度旋鈕順時針旋至2/3處，在屏幕上應(yīng)能看到一個光點。調(diào)節(jié)“聚焦”和“輔助聚焦”旋鈕使光點最圓最小。用示波器觀察交流電正弦交流電的三要素反映交流電大?。ǚ龋┑奈锢砹浚鹤畲笾?、有效值、瞬時值反映交流電變化快慢的物理量:T、f、

用以比較交流電變化步調(diào)的物理量

：相位、初相位讀出交流電壓的最大值Um＝nV/div×Adiv=

Vn——Y軸靈敏度A——正弦信號幅值位置對應(yīng)的分格數(shù)（如圖2.6）讀出上述交流電壓的周期T=t/div×mdiv=

st——X軸的靈敏度（每小格代表的掃描時間）m——一個正弦波對應(yīng)的X軸分格（如圖2.6）計算：頻率f＝1/T＝

Hz在YA、YB

兩個端子同時輸入兩個同頻率的正弦交流信號，同時將“內(nèi)觸發(fā)拉YB”開關(guān)拉出，保證兩輸出信號波形的穩(wěn)定（如圖2.7），測讀二者的相位差△＝1－2＝×Bdiv=□交流電的三要素——幅度、頻率、相位□有效值、最大值、瞬時值均可表示交流電的幅度，但代表的含義不同，三者用不同的符號表示：有效值——大寫字母，U、I最大值——大寫字母加下標(biāo)m，UmIm

瞬時值——小寫字母，u，i□有效值與最大值的關(guān)系：□同相與反相同相——兩個同頻率的正弦交流信號的相位差為零，二者變化步調(diào)一致反相——兩個同頻率的正弦交流信號的相位差為180，二者變化步調(diào)相反認(rèn)識電容電容器的結(jié)構(gòu)——兩個相互靠近而又彼此絕緣的導(dǎo)體。最簡單的電容器是由兩塊相互平行、彼此靠近但中間填充絕緣介質(zhì)的金屬板組成。電容器的參數(shù)：1、容量（簡稱電容）：C=Q/U，單位：法拉（F）Q——電容器極板上的電荷量（庫侖）U——電容器兩個極板之間的電壓（伏特）2、額定電壓（電容器的耐壓）——電容器能保持兩極板之間處于絕緣狀態(tài)而所能加的最大電壓。s——兩極板正對的面積（㎡）d——兩極板間的距離（m）ε——兩極板間絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)（F/m）C——兩極板間的電容量（F）C=ε

平行板電容器驗證電容器的性質(zhì)mA實驗現(xiàn)象結(jié)論在開關(guān)合上的瞬間，電流表指針緩慢地轉(zhuǎn)過一個角度，然后又慢慢回到零刻度處在電路接通瞬間，電路中有短暫電流（充電電流），而在穩(wěn)定后，電路中則沒有電流，說明電容對直流電不導(dǎo)通電流表指針從一開始就偏轉(zhuǎn)到一個位置并保持穩(wěn)定——表明對于交流電，電容器能導(dǎo)通對于交流電，電容器能導(dǎo)通，通高頻，阻低頻

隨著交流信號頻率的升高，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度增大電容器的性質(zhì)——通交流隔直流，通高頻阻低頻Xc＝用萬用表判別電容器的好壞將萬用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至歐姆檔，將兩表筆分別搭接電容器的兩管腳（對于電解電容，要注意黑表筆搭接“＋”極，紅表筆搭接“－”極），觀察指針偏轉(zhuǎn)情況指針先有一定的偏轉(zhuǎn)，然后又快速地回到表盤最左端——說明電容器性能正常指針偏轉(zhuǎn)一定角度后停于表盤中間某一位置——說明電容器漏電，絕緣性能差（所指示電阻為漏電電阻）指針偏轉(zhuǎn)到零歐姆處（表盤最右端）——電容器內(nèi)部短路何謂電感——電感是一種儲存磁場能的元件。主要形式是線圈，分兩類，即：空芯線圈（線圈中無鐵芯）和鐵芯線圈（線圈中有鐵芯）（如圖2.21）

電感元件的電路符號——L電感元件的主要參數(shù)——電感量（簡稱電感）L，單位：亨利（H）,簡稱亨

電感有芯線圈無芯線圈驗證電感線圈的性質(zhì)mA圖2.22mA圖2.23實驗電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)，而又馬上回零，熔斷器馬上熔斷。電路中電流很大，反映電感線圈對于直流的電阻很小（幾乎為零）（通直流）。電流表指針偏轉(zhuǎn)到某一位置，熔斷器未斷電感線圈對交流具有一定的阻礙作用（阻交流）?，F(xiàn)象結(jié)論交流信號頻率越高，電感對交流信號的阻礙作用越大電感的性質(zhì)通直流阻交流，通低頻阻高頻。電感對電流的阻礙作用——感抗XL＝L＝2πfL，單位：歐姆用萬用表檢查電感線圈將萬用表置于R×1歐姆檔，紅、黑表筆分別搭接電感線圈的兩端，觀察萬用表指針偏轉(zhuǎn)情況。指針偏轉(zhuǎn)至至表盤最右端，阻值為零——說明電感線圈內(nèi)部短路。指針未動，阻值為無窮大——電感內(nèi)部開路。指針偏轉(zhuǎn)至中間某一位置，有一定電阻——說明電感線圈正常。驗證純電阻電路電流電壓位相關(guān)系實驗現(xiàn)象結(jié)論電流表和電壓表指針同時由左向右偏轉(zhuǎn)，再同時由右向左偏轉(zhuǎn)保持輸出信號幅度不變，改變信號發(fā)生器的輸出信號頻率，觀察電流表和電壓表的變化情況?？梢钥吹?，電流表和電壓表指針沒有變化純電阻電路中電流和電壓變化步調(diào)一致，二者同相，且不受信號頻率影響驗證純電容電路電流電壓位相關(guān)系實驗現(xiàn)象結(jié)論純電容電路中，電流超前電壓AYBY

驗證純電感電路電流電壓位相關(guān)系實驗現(xiàn)象結(jié)論AYBY純電感電路中，電壓超前電流安裝日光燈電路日光燈的工作原理LR日光燈電路圖日光燈的等效電路測算日光燈電路的功率AAWVI1IRS圖2.37LU/VUL/VUR/VI/AI1/AP/W實驗RL交流電路規(guī)律電壓關(guān)系－電壓三角形RuLuuΦRLXZΦPQS阻抗關(guān)系－阻抗三角形功率關(guān)系－功率三角形測算功率因數(shù)，提高電源利用率電源輸出功率的利用率＝衡量交流電源在電路中的利用率的參數(shù)——功率因數(shù)λλ＝cos＝功率因數(shù)小于1的原因－交流電路中存在電感、電容等儲能元件提高功率因數(shù)的意義：1、提高供電設(shè)備的容量利用率2、減小輸電線路的損耗提高日光燈電路的功率因數(shù)——在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)適當(dāng)容量的電容如何提高功率因數(shù)認(rèn)識三相交流電源三相交流電——三個頻率相同、幅值相等、位相互差的正弦交流電按一定方式組合在一起而形成的電源。利用三相交流電源工作的電路稱為三相交流電路。

L1—相線（火線）N—中線（零線）L2—相線（火線）L3—相線（火線）

三相交流電的表達式：相電壓——相線與中線之間的電壓，用表示線電壓——任意兩根相線之間的電壓，用表示三相負(fù)載的星形聯(lián)接三相對稱負(fù)載作Y形聯(lián)接時，各電流電壓存在下列關(guān)系：各線電流相等，且各線電流等于各相電流（串聯(lián)電路），即：＝中線電流＝0高壓輸電采用三相三線制的原因低壓輸電380/220V低壓輸電380/220V10KV高壓輸電330KV發(fā)電廠升壓變壓器降壓變壓器低壓配電站1低壓用戶高壓用戶低壓配電站2低壓用戶三相四線制中，中線存在的意義——為什么熔斷器必須裝在火線上而不許裝在零線上？□當(dāng)Y形聯(lián)結(jié)的三相負(fù)載不對稱時，各線（相）電流大小不相等，位相也不一定是，中線電流不為零。當(dāng)中線存在時，各相負(fù)載相電壓均相等，均等于電源相電壓，各相負(fù)載均能正常工作。當(dāng)中線不存在時，各相負(fù)載相電壓不相等，阻抗小的負(fù)載相電壓減?。赡艿陀陬~定電壓），阻抗大的負(fù)載的相電壓變大（可能高于其額定電壓），使負(fù)載不能正常工作，甚至發(fā)生事故。由于低壓配電站連接的用戶是若干小區(qū)或若干企業(yè)用戶，數(shù)量相對較少，很難保證三相負(fù)載的平衡，所以低壓輸電一般采用三相四線制。三相四線制電路中，中線不能斷開，所以規(guī)定中線上不準(zhǔn)裝熔斷器和開關(guān)，同時中線要用