學(xué)習(xí)情境四 日光燈照明電路的安裝與測(cè)試課件

學(xué)習(xí)情境四日光燈照明電路的安裝與測(cè)試知識(shí)目標(biāo)．了解正弦交流電的基本概念，理解正弦量的三要素；．理解相量的概念，掌握正弦量的相量表示，熟悉正弦交流電的幾種表示方法；．掌握單一元件在正弦電路中的伏安關(guān)系及功率的關(guān)系；．理解相量形式的基爾霍夫定律，掌握用相量法分析RLC串聯(lián)電路，掌握RLC串聯(lián)電路的功率關(guān)系；．理解提高功率因數(shù)的方法及意義。技能目標(biāo)．能闡述日光燈電路的基本工作原理；．會(huì)測(cè)量交流電壓，具備安裝日光燈電路的能力。素質(zhì)目標(biāo)．養(yǎng)成勤于思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣；．培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)意識(shí)任務(wù)一認(rèn)識(shí)日光燈照明電路任務(wù)二分析測(cè)試日光燈照明電路各元件

任務(wù)三分析并實(shí)現(xiàn)日光燈照明電路功率因數(shù)的提高

情境任務(wù)任務(wù)四安裝并分析日光燈照明電路

能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能說出正弦量的三要素及意義能寫出正弦量的相量表達(dá)式能對(duì)正弦量采用多種表示方式理解正弦交流電的基本概念，正弦量的三要素；掌握相量的概念，正弦量的相量表示及運(yùn)算；掌握正弦量的幾種表示方式。任務(wù)一認(rèn)識(shí)日光燈照明電路火線..零線電源連接導(dǎo)線和其余設(shè)備為中間環(huán)節(jié)負(fù)載?

家用照明電路連接圖家用照明電路連線Flash演示鎮(zhèn)流器啟輝器燈管直管形日光燈電路等效電路圖RRLL問題的提出日光燈照明用電是直流電嗎？若不是，那使用的是什么形式的電？它與直流電相比有何優(yōu)點(diǎn)？知識(shí)一正弦交流電的基本概念1.基本概念

(1)直流電的概念

t

I、

U0直流電大小和方向均不隨時(shí)間變化

t

I、

U0脈動(dòng)直流電大小隨時(shí)間變化，方向不隨時(shí)間變化

(2)交流電的概念Tut

大小和方向均隨時(shí)間變化時(shí)，稱為交流電。正弦交流電的優(yōu)越性：

便于傳輸；易于變換便于運(yùn)算；有利于電器設(shè)備的運(yùn)行；

.....

t

I、

U0T最常見的交流電是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化正弦電壓和正弦電流。Ru+_

_

_iu+_正半周負(fù)半周Ru+_實(shí)際方向和參考方向一致實(shí)際方向和參考方向相反設(shè)正弦交流電流：角頻率：決定正弦量變化快慢振幅值：決定正弦量的大小振幅值、角頻率、初相角成為正弦量的三要素。初相角：決定正弦量起始位置

Im

2TiO2.正弦量的三要素

(1)振幅值瞬時(shí)值是以解析式表示的：最大值振幅值必須大寫,下標(biāo)加m。如：Um、Im振幅值

在工程應(yīng)用中常用有效值表示幅度。常用交流電表指示的電壓、電流讀數(shù)，就是被測(cè)物理量的有效值。標(biāo)準(zhǔn)電壓220V，也是指供電電壓的有效值。有效值指與交流電熱效應(yīng)相同的直流電數(shù)值。Ri交流電i通過電阻R時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為QRI例直流電I通過相同電阻R時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q

即：熱效應(yīng)相同的直流電流I稱之為交流電流i的有效值。有效值可以確切地反映交流電的作功能力。理論和實(shí)際都可以證明：有效值必須大寫

問題與討論

電器~220V最高耐壓

=300V

若購得一臺(tái)耐壓為

300V的電器，是否可用于

220V的線路上?

該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所以不能用。有效值

U=220V最大值

Um

=220V=311V電源電壓注意:交流電壓、電流表測(cè)量數(shù)據(jù)為有效值;交流設(shè)備名牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值

(2)角頻率角頻率ω：正弦量單位時(shí)間內(nèi)變化的弧度數(shù)。單位rad/s角頻率與周期及頻率的關(guān)系：周期T：正弦量完整變化一周所需要的時(shí)間。單位：s、ms頻率f：正弦量在單位時(shí)間內(nèi)變化的周數(shù)。單位Hz、kHz周期與頻率的關(guān)系：小常識(shí)*無線通信頻率：

30kHz~30GMHz*電網(wǎng)頻率：我國

50Hz

，美國

、日本

60Hz*高頻頻率：5k~16kHZ*中頻頻率：150~5000Hz

(3)初相

給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)。

:

相位：

初相位：

表示正弦量在t=0時(shí)的相角。

反映正弦量變化的進(jìn)程。iO例在選定的參考方向下，已知兩正弦量的解析式為：求每個(gè)正弦量的振幅值和初相。解：（1）（2）相位差：兩個(gè)同頻率正弦量之間的相位之差。例相位初相u、i的相位差為：

顯然，相位差實(shí)際上等于兩個(gè)同頻率正弦量之間的初相之差。電流超前電壓電壓與電流同相

電流超前電壓

電壓與電流反相uiωtui

Ouiωtui

OuiωtuiOωtuiuiO同頻率正弦量的幾種相位關(guān)系：（１）超前關(guān)系φ12

=Ψ

1-Ψ

2>0且|φ12|≤π弧度，稱第一量超前第二量，或稱第二量滯后第一量。（２）滯后關(guān)系φ12=Ψ

1-Ψ

2

<0且|φ12|≤π弧度，稱第一量滯后第二量，或稱第二量超前第一量。（３）同相關(guān)系

φ12=Ψ

1-Ψ

2

=0,稱這兩個(gè)正弦量同相。（４）反相關(guān)系φ12=Ψ

1-Ψ

2

＝π,稱這兩個(gè)正弦量反相。例求兩個(gè)正弦電流i1(t)=-14.1sin(ωt-120°)A，i2(t)=7.05cos(ωt-60°)A的相位差φ12。

解把i1和i2寫成標(biāo)準(zhǔn)的解析式，求出二者的初相，再求出相位差。想想、練練同頻率的正弦量進(jìn)行四則運(yùn)算后頻率是否變化？下圖中改變參考方向后i的初相是多少？ab問題的提出正弦量的瞬時(shí)值表達(dá)式和波形圖是否便于電路的分析計(jì)算？若不是，那是否有更方便的表示方法，既能簡化計(jì)算又便于理解正弦電路的規(guī)律和性質(zhì)？知識(shí)二正弦量的相量表示及運(yùn)算瞬時(shí)值表達(dá)式前兩種不便于運(yùn)算，重點(diǎn)介紹相量表示法。波形圖

１.正弦量的表示方法重點(diǎn)必須小寫相量uO2.正弦量用旋轉(zhuǎn)有向線段表示ω設(shè)正弦量:若:有向線段長度

=ω有向線段以速度

按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)則:該旋轉(zhuǎn)有向線段每一瞬時(shí)在縱軸上的投影即表示相應(yīng)時(shí)刻正弦量的瞬時(shí)值。有向線段與橫軸夾角

=初相位u0xyOO+j+1Abar03.正弦量的相量表示復(fù)數(shù)表示形式設(shè)A為復(fù)數(shù):(1)代數(shù)式A=a+jb復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的輻角實(shí)質(zhì)：用復(fù)數(shù)表示正弦量式中:(2)三角式由歐拉公式:(3)指數(shù)式

可得:

(4)極坐標(biāo)式解已知復(fù)數(shù)A的模a=5，幅角ψ=53.1°，試寫出復(fù)數(shù)A的極坐標(biāo)形式和代數(shù)形式表達(dá)式。極坐標(biāo)形式為：A=5/53.1°代數(shù)表達(dá)形式為：A=3+j4例復(fù)數(shù)的幾種表示方法可以相互轉(zhuǎn)換。設(shè)正弦量:相量:表示正弦量的復(fù)數(shù)稱相量電壓的有效值相量相量表示:相量的模=正弦量的有效值

相量輻角=正弦量的初相角電壓的振幅相量相量的模=正弦量的最大值

相量輻角=正弦量的初相角或：①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意:？=②只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不能用相量表示。③不作任何說明，正弦量的相量指有效值相量。4.正弦量的相量圖振幅相量有效值相量0Im

?+1+jI?

IaIb相量圖相角參考方向：箭頭逆時(shí)針方向，角度取正；箭頭順時(shí)針方向，角度取負(fù)。只有同頻率的正弦量才能畫在同一復(fù)平面上②相量的書寫方式

模用最大值表示，則用符號(hào)：①相量的兩種表示形式

相量圖:

把相量表示在復(fù)平面的圖形

實(shí)際應(yīng)用中，模多采用有效值，符號(hào)：可不畫坐標(biāo)軸如：已知相量式:則或歸納:③旋轉(zhuǎn)因子設(shè)相量+1+jo把模為1的復(fù)數(shù)稱為旋轉(zhuǎn)因子rr模不變，輻角在原來基礎(chǔ)上增加θ旋轉(zhuǎn)因子為復(fù)數(shù)“j”的數(shù)學(xué)意義和物理意義設(shè)相量+1+jo旋轉(zhuǎn)因子：r

相量乘以，將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，得到相量乘以，將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

，得到

注意:+j、-j、-1都是旋轉(zhuǎn)因子？

正誤判斷1.已知：？有效值？3.已知：復(fù)數(shù)瞬時(shí)值j45

?？最大值？？

負(fù)號(hào)2.已知：4.已知：應(yīng)用舉例

落后于超前落后？解:(1)相量式(2)相量圖

將u1、u2

用相量表示+1+j

已知瞬時(shí)值，求相量求：已知兩個(gè)頻率都為

1000Hz的正弦電流其相量形式為：解：應(yīng)用舉例

已知相量，求瞬時(shí)值檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果答案1.把下列正弦量表示為有效值相量：2.指出下列各式的錯(cuò)誤并改正：正弦量和相量之間只有對(duì)應(yīng)沒有相等。電壓單位是V！相量上面要加符號(hào)“·”！正弦量相量表示后，如何進(jìn)行計(jì)算呢？問題的提出

復(fù)數(shù)運(yùn)算法則

顯然，復(fù)數(shù)相加、減時(shí)用代數(shù)形式比較方便；復(fù)數(shù)相乘、除時(shí)用極坐標(biāo)形式比較方便。設(shè)有兩個(gè)復(fù)數(shù)分別為：A、B加、減、乘、除時(shí)的運(yùn)算公式應(yīng)用舉例

求：已知

正弦電量(時(shí)間函數(shù))所求正弦量變換相量相量結(jié)果反變換相量運(yùn)算(復(fù)數(shù)運(yùn)算)解題步驟求：已知解有效值I=16.8A波形圖瞬時(shí)值相量圖相量表示法

Tu歸納正弦波的四種表示法

在復(fù)數(shù)運(yùn)算當(dāng)中，一定要根據(jù)復(fù)數(shù)所在象限正確寫出幅角的值。如：歸納符號(hào)說明瞬時(shí)值

---小寫u、i有效值

---大寫U、I復(fù)數(shù)、相量

---大寫

+“.”最大值

---大寫+下標(biāo)歸納正弦量的三要素（重點(diǎn)）；正弦量的相量表示（重點(diǎn)掌握）；正弦量的相量運(yùn)算（重點(diǎn)）；正弦量的相量圖；正弦量的四種表示方式。小結(jié)任務(wù)一認(rèn)識(shí)日光燈照明電路任務(wù)二分析測(cè)試日光燈照明電路各元件

任務(wù)三分析并實(shí)現(xiàn)日光燈照明電路功率因數(shù)的提高

情境任務(wù)任務(wù)四安裝并分析日光燈照明電路

能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能寫出電阻、電感、電容元件電壓與電流相量關(guān)系式；

會(huì)作電阻、電感、電容元件電壓與電流相量圖；能說出瞬時(shí)功率、無功功率和視在功率的意義。掌握電阻、電感、電容元件電壓與電流關(guān)系并能應(yīng)用；掌握電阻、電感、電容元件電壓與電流相量圖的畫法；了解瞬時(shí)功率、無功功率和視在功率的概念。任務(wù)二分析測(cè)試日光燈照明電路各元件問題的提出日光燈照明電路由哪些元件組成？各元件電壓電流規(guī)律如何？知識(shí)三電阻元件上電壓與電流的相量關(guān)系1.電壓與電流的關(guān)系設(shè)②大小關(guān)系：③相位關(guān)系：u、i

相位相同根據(jù)歐姆定律:①頻率相同相位差：相量圖Ru+_相量式：2.功率關(guān)系(1)瞬時(shí)功率

p：瞬時(shí)電壓與瞬時(shí)電流的乘積小寫結(jié)論:

（耗能元件）,且隨時(shí)間變化。piωtuOωtpOiu瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值大寫(2)平均功率(有功功率)P單位:瓦（W）PRu+_ppωtO通常銘牌數(shù)據(jù)或測(cè)量的功率均指有功功率。注意:

想想練練

一只功率為100W，額定電壓為220V的電烙鐵,接在380V的交流電源上,問此時(shí)它接受的功率為多少？若接到110V的交流電源上,它的功率又為多少？由電烙鐵的額定值可得電源電壓為380V時(shí)接到110V的交流電源所以兩種情況都不能正常工作。解知識(shí)四

電感元件上電壓與電流的相量關(guān)系

基本關(guān)系式：①頻率相同②U=IL

③電壓超前電流90

相位差1.電壓與電流的關(guān)系設(shè)：+-eL+-LuωtuiiO或則:感抗(Ω)電感L具有通直阻交的作用直流：f=0,XL=0，電感L視為短路定義：有效值:交流：fXL感抗與哪些因素有關(guān)？直流情況下感抗為多大？感抗XL是頻率的函數(shù)可得相量式：電感電路復(fù)數(shù)形式的歐姆定律相量圖超前根據(jù)：則：O2.功率關(guān)系(1)瞬時(shí)功率(2)平均功率

L是非耗能元件儲(chǔ)能p<0+p>0分析：瞬時(shí)功率：ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0p<0放能儲(chǔ)能放能電感L是儲(chǔ)能元件。iuopo結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐)?？赡娴哪芰哭D(zhuǎn)換過程儲(chǔ)存的磁場能量：用以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。用瞬時(shí)功率達(dá)到的最大值表征，即單位：var(3)無功功率Q瞬時(shí)功率

：問題與討論1.電源電壓不變，當(dāng)電路的頻率變化時(shí)，通過電感元件的電流發(fā)生變化嗎？2.能從字面上把無功功率理解為無用之功嗎？f變化時(shí)XL隨之變化，導(dǎo)致電流i變化。不能！把一個(gè)0.1H的電感接到f=50Hz,U=10V的正弦電源上，求I，如保持U不變，而電源

f=5000Hz,這時(shí)I為多少？解：(1)當(dāng)f=50Hz時(shí)（2）當(dāng)f=5000Hz時(shí)所以電感元件具有通低頻阻高頻的特性應(yīng)用舉例電流與電壓的變化率成正比。

基本關(guān)系式：1.電流與電壓的關(guān)系①頻率相同②I=UC

③電流超前電壓90

相位差則：uiC+_設(shè)：iuiu知識(shí)五

電容元件上電壓與電流的相量關(guān)系或則:容抗（Ω）定義：有效值所以電容C具有隔直通交的作用XC直流：XC，電容C視為開路交流：f容抗與哪些因素有關(guān)？直流情況下容抗為多大？容抗XC是頻率的函數(shù)可得相量式則：電容電路中復(fù)數(shù)形式的歐姆定律相量圖超前O由：2.功率關(guān)系(1)瞬時(shí)功率uiC+_

(2)平均功率Ｐ由C是非耗能元件瞬時(shí)功率

：ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0充電p<0放電+p>0充電p<0放電po所以電容C是儲(chǔ)能元件。結(jié)論：純電容不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐)。uiou,i儲(chǔ)存的電場能量：同理，無功功率等于瞬時(shí)功率達(dá)到的最大值。(3)無功功率Q單位：var為了同電感電路的無功功率相比較，這里也設(shè)則：應(yīng)用舉例已知：C＝1μF求：I

、iuiC解：電流有效值求電容電路中的電流單一參數(shù)電路中的基本關(guān)系參數(shù)LCR基本關(guān)系阻抗相量式相量圖歸納想想練練1.電阻元件在交流電路中電壓與電流的相位差是多少？判斷下列表達(dá)式的正誤。2.純電感元件在交流電路中電壓與電流的相位差是多少？感抗與頻率有何關(guān)系？判斷下列表達(dá)式的正誤。3.純電容元件在交流電路中電壓與電流的相位差是多少？容抗與頻率有何關(guān)系？判斷下列表達(dá)式的正誤。(2)電感元件上電壓與電流的相位差感抗與頻率成正比，直流情況下f=0，L相當(dāng)于短路；高頻情況下，由于感抗很大，L相當(dāng)于開路。高頻情況下，由于容抗近似等于零，C相當(dāng)于短路。(3)電容元件上電壓與電流的相位差容抗與頻率成反比，直流情況下f=0，C相當(dāng)于開路；看看記記(1)電阻元件上電壓與電流的相位同相，歸納在正弦交流電路中，若正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗（)表示，則復(fù)數(shù)形式的歐姆定律和直流電路中的形式相似。

電阻電路電感電路電容電路復(fù)數(shù)形式的歐姆定律單一參數(shù)電路中復(fù)數(shù)形式的歐姆定律單一參數(shù)正弦交流電路的分析計(jì)算小結(jié)電路參數(shù)電路圖(參考方向)阻抗電壓、電流關(guān)系瞬時(shí)值有效值相量圖相量式功率有功功率無功功率Riu設(shè)則u、i

同相0LC設(shè)則則u領(lǐng)先i90°00基本關(guān)系+-iu+-iu+-設(shè)

u落后i90°電阻元件電壓與電流相量關(guān)系（重點(diǎn)掌握）；電感元件電壓與電流相量關(guān)系（重點(diǎn)掌握）；電容元件電壓與電流相量關(guān)系（重點(diǎn)掌握）；三種元件電壓與電流的相量圖（重點(diǎn)）；瞬時(shí)功率、有功功率、無功功率的計(jì)算及意義。小結(jié)任務(wù)一認(rèn)識(shí)日光燈照明電路任務(wù)二分析測(cè)試日光燈照明電路各元件

任務(wù)三分析并實(shí)現(xiàn)日光燈照明電路功率因數(shù)的提高

情境任務(wù)任務(wù)四安裝并分析日光燈照明電路

能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)會(huì)用相量分析法分析正弦交流電路；

會(huì)應(yīng)用相量形式的KCL、KVL、元件電壓電流關(guān)系；能說出提高功率因數(shù)的意義和方法。掌握相量形式的基爾霍夫定律；掌握相量分析法分析正弦交流電路的解題步驟；了解提高功率因數(shù)的意義和方法

。任務(wù)三分析并實(shí)現(xiàn)日光燈照明電路功率因數(shù)的提高對(duì)于日光燈照明電路整體具有哪些特性和規(guī)律？該如何分析計(jì)算呢？問題的提出知識(shí)六

相量形式的基爾霍夫定律相量形式的基爾霍夫電流定律為：

描述：任一瞬間流過電路任一節(jié)點(diǎn)的電流瞬時(shí)值為零，即：它說明，在正弦交流電路中，任一節(jié)點(diǎn)所連各支路電流相量的代數(shù)和為零。例：若以流出節(jié)點(diǎn)的支路電流相量取正號(hào)，流出取負(fù)號(hào)，則右圖可表示為：1.基爾霍夫電流定律的相量形式2.基爾霍夫電壓定律的相量形式任一瞬間的任一回路中各段電壓瞬時(shí)值的代數(shù)和為零，即：相量形式的基爾霍夫電壓定律為：

它說明，在正弦交流電路的任一回路中，各段電壓相量的代數(shù)和為零，其中與回路繞行方向相同的電壓相量取正。反之取負(fù)。注意一點(diǎn)：基爾霍夫定律對(duì)電壓、電流的有效值一般不成立，即：應(yīng)用舉例圖中電壓表讀數(shù)V1為15V，V2為80 V，V3為100V，求電壓表V的讀數(shù)。uRLCiV1V2V3V＋－解題方法有兩種：1.利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運(yùn)算2.利用相量圖求結(jié)果解法1:利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運(yùn)算uRLCiV1V2V3V＋－已知：U1=15V,U2=80V,U3=100V求：V的讀數(shù)設(shè)為參考相量，解：即

V的讀數(shù)為25V解法2:利用相量圖求解uRLCiV1V2V3V＋－已知：U1=15V,U2=80V,U3=100V求：V的讀數(shù)設(shè)由圖得：U=25V知識(shí)七

用相量法分析RLC串聯(lián)電路及多阻抗串聯(lián)電路

討論交流電路、與參數(shù)R、L、C、

間的關(guān)系如何？1.電流、電壓的關(guān)系U=IR+I

L+I1/

C?直流電路兩電阻串聯(lián)時(shí)設(shè)：RLC串聯(lián)交流電路中RLC+_+_+_+_設(shè)：則(1)瞬時(shí)值表達(dá)式根據(jù)KVL可得：為同頻率正弦量1.電流、電壓的關(guān)系RLC+_+_+_+_(2)相量法設(shè)（參考相量）則總電壓與總電流的相量關(guān)系式RjXL-jXC+_+_+_+_1)相量式令則

Z的模表示u、i的大小關(guān)系，輻角（阻抗角）為u、i的相位差。Z

是一個(gè)復(fù)數(shù)，不是相量，上面不能加點(diǎn)。阻抗復(fù)數(shù)形式的歐姆定律注意根據(jù)電路參數(shù)與電路性質(zhì)的關(guān)系：阻抗模：阻抗角：當(dāng)XL>XC

時(shí)，

>0

，u

超前i

呈感性當(dāng)XL<XC

時(shí)，

<0

，u

滯后i

呈容性當(dāng)XL=XC

時(shí)，

=0

，u.

i同相呈電阻性

由電路參數(shù)決定。2)相量圖(

>0感性)XL

>

XC參考相量由電壓三角形可得:電壓三角形(

<0容性)XL

<

XCRjXL-jXC+_+_+_+_由相量圖可求得:

2)相量圖由阻抗三角形：電壓三角形阻抗三角形2.功率關(guān)系儲(chǔ)能元件上的瞬時(shí)功率耗能元件上的瞬時(shí)功率在每一瞬間,電源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉,一部分與儲(chǔ)能元件進(jìn)行能量交換。(1)瞬時(shí)功率設(shè)：RLC+_+_+_+_(2)平均功率P

（有功功率）單位:W總電壓總電流u與i

的夾角cos

稱為功率因數(shù)，用來衡量對(duì)電源的利用程度。(3)無功功率Q單位：var總電壓總電流u與i

的夾角根據(jù)電壓三角形可得：電阻消耗的電能根據(jù)電壓三角形可得：電感和電容與電源之間的能量互換(4)視在功率S電路中總電壓與總電流有效值的乘積。單位：V·A注：SN＝UNIN稱為發(fā)電機(jī)、變壓器等供電設(shè)備的容量，可用來衡量發(fā)電機(jī)、變壓器可能提供的最大有功功率。

P、Q、S

都不是正弦量，不能用相量表示。阻抗三角形、電壓三角形、功率三角形SQP將電壓三角形的有效值同除I得到阻抗三角形將電壓三角形的有效值同乘I得到功率三角形R正誤判斷？？？？在RLC串聯(lián)電路中，

？？？？

？？？？？

？設(shè)已知:求:(1)電流的有效值I與瞬時(shí)值i;(2)各部分電壓的有效值與瞬時(shí)值；(3)作相量圖；(4)有功功率P、無功功率Q和視在功率S。在RLC串聯(lián)交流電路中，解例(1)(2)方法1：方法1：通過計(jì)算可看出：而是(3)相量圖(4)或(4)或呈容性方法2：復(fù)數(shù)運(yùn)算解：一R、L串聯(lián)的電感線圈，用電壓表測(cè)端口的電壓為50V，電流表讀數(shù)為1A，功率表的讀數(shù)為30W，工頻情況下求R、L值。例解另解已知:在RC串聯(lián)交流電路中，輸入電壓(1)求輸出電壓U2，并討論輸入和輸出電壓之間的大小和相位關(guān)系

(2)當(dāng)將電容C改為時(shí),求(1)中各項(xiàng)；(3)當(dāng)將頻率改為4000Hz時(shí),再求(1)中各項(xiàng)。RC+_+_方法1：(1)解例大小和相位關(guān)系比超前方法2：復(fù)數(shù)運(yùn)算解：設(shè)方法3：相量圖解：設(shè)（3）大小和相位關(guān)系比超前從本例中可了解兩個(gè)實(shí)際問題：(1)串聯(lián)電容C可起到隔直通交的作用(只要選擇合適的C，使

)

(2)RC串聯(lián)電路也是一種移相電路，改變C、R或f都可達(dá)到移相的目的。思考RLC+_+_+_+_1.假設(shè)R、L、C已定，電路性質(zhì)能否確定？阻性？感性？容性？2.RLC串聯(lián)電路的是否一定小于1？3.RLC串聯(lián)電路中是否會(huì)出現(xiàn)，的情況？4.在RLC串聯(lián)電路中，當(dāng)L>C時(shí)，u超前i，當(dāng)L<C時(shí)，u滯后i，這樣分析對(duì)嗎？3.多阻抗串聯(lián)電路的分析分壓公式：對(duì)于阻抗模一般注意：+-++--+-通式:U=U1U2+同理：++--+-有兩個(gè)阻抗它們串聯(lián)接在的電源;求:和并作相量圖。應(yīng)用舉例

解或利用分壓公式：注意：相量圖++--+-下列各圖中給定的電路電壓、阻抗是否正確？兩個(gè)阻抗串聯(lián)時(shí),在什么情況下:成立。U=14V?U=70V?(a)3

4

V1V2

6V8V+_68

30V40V(b)V1V2+_思考題知識(shí)八

用相量法分析并聯(lián)電路

分流公式：對(duì)于阻抗模一般注意：+-+-通式:同理：+-有兩個(gè)阻抗它們并聯(lián)接在的電源上;求:和并作相量圖。應(yīng)用舉例

解相量圖注意：或復(fù)導(dǎo)納的概念設(shè):則:電導(dǎo)G電納B復(fù)導(dǎo)納適合于并聯(lián)電路的計(jì)算,單位是西門子(s

)。復(fù)導(dǎo)納思考題下列各圖中給定的電路電流、阻抗是否正確？兩個(gè)阻抗并聯(lián)時(shí),在什么情況下:成立。I=8A?I=8A?(c)4A4

4A4

A2A1(d)4A4

4A4

A2A1思考2.如果某支路的阻抗

,則其導(dǎo)納對(duì)不對(duì)?+-3.圖示電路中,已知?jiǎng)t該電路呈感性,對(duì)不對(duì)?1.圖示電路中,已知A1+-A2A3電流表A1的讀數(shù)為3A,試問(1)A2和A3的讀數(shù)為多少?(2)并聯(lián)等效阻抗Z為多少?復(fù)雜正弦交流電路的分析和計(jì)算若正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗（

)表示，則直流電路中介紹的基本定律、定理及各種分析方法在正弦交流電路中都能使用。相量形式的基爾霍夫定律相量（復(fù)數(shù)）形式的歐姆定律歸納

電阻電路純電感電路純電容電路一般電路有功功率P有功功率等于電路中各電阻有功功率之和，或各支路有功功率之和。無功功率等于電路中各電感、電容無功功率之和，或各支路無功功率之和。無功功率Q或或一般正弦交流電路的解題步驟1、根據(jù)原電路圖畫出相量模型圖(電路結(jié)構(gòu)不變)2、根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖3、用相量法或相量圖求解4、將結(jié)果變換成要求的形式已知電源電壓和電路參數(shù)，電路結(jié)構(gòu)為串并聯(lián)。求電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。一般用相量式計(jì)算:分析題目：已知:求:+-例解：用相量式計(jì)算+-同理：+-下圖電路中已知：I1=10A、UAB=100V，求：總電壓表和總電流表

的讀數(shù)。解題方法有兩種：(1)用相量(復(fù)數(shù))計(jì)算(2)利用相量圖分析求解分析：已知電容支路的電流、電壓和部分參數(shù)求總電流和電壓AB

C1VA例求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、

UAB=100V，解法1:

用相量計(jì)算所以A讀數(shù)為10安AB

C1VA即：為參考相量，設(shè)：則：V讀數(shù)為141V

求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、

UAB=100V，AB

C1VA解法2:利用相量圖分析求解畫相量圖如下：設(shè)為參考相量,由相量圖可求得：I=10A求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、

UAB=100V，超前1045°AB

C1VAUL=IXL

=100VV

=141V由相量圖可求得：求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、

UAB=100V，設(shè)為參考相量,1001045°10045°AB

C1VA由相量圖可求得：解：RXLXC+–

S已知開關(guān)閉合后u，i

同相。開關(guān)閉合前求:(1)開關(guān)閉合前后I2的值不變。例RXLXC+–

S解：(2)用相量計(jì)算∵開關(guān)閉合后u，i

同相，由實(shí)部相等可得由虛部相等可得設(shè):解：求各表讀數(shù)圖示電路中已知:試求:各表讀數(shù)及參數(shù)R、L和C。(1)復(fù)數(shù)計(jì)算+-

A

A1

A2

V例(2)相量圖根據(jù)相量圖可得：求參數(shù)R、L、C方法1：+-

AA1A2V方法2：45

即:

XC=20

圖示電路中,已知:U=220V,?=50Hz,分析下列情況:(1)K打開時(shí),P=3872W、I=22A，求：I1、UR、UL(2)K閉合后發(fā)現(xiàn)P不變，但總電流減小，試說明

Z2是什么性質(zhì)的負(fù)載？并畫出此時(shí)的相量圖。解:

(1)K打開時(shí):+-S+例(2)當(dāng)合K后P不變

I

減小,

說明Z2為純電容負(fù)載相量圖如圖示:方法2:+-S+日光燈照明電路中電源和負(fù)載功率的分析與直流電路是否一樣？問題的提出知識(shí)十

功率因數(shù)的提高

1.功率因數(shù):對(duì)電源利用程度的衡量。X

+-的意義：電壓與電流的相位差，阻抗的輻角時(shí),電路中發(fā)生能量互換,出現(xiàn)無功當(dāng)功率這樣引起兩個(gè)問題:(1)電源設(shè)備的容量不能充分利用若用戶：則電源可發(fā)出的有功功率為：若用戶：則電源可發(fā)出的有功功率為：而需提供的無功功率為:所以提高可使發(fā)電設(shè)備的容量得以充分利用無需提供的無功功率。（2）增加線路和發(fā)電機(jī)繞組的功率損耗(費(fèi)電)所以要求提高電網(wǎng)的功率因數(shù)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要的意義。設(shè)輸電線和發(fā)電機(jī)繞組的電阻為:要求:(Ｐ、Ｕ定值)時(shí)所以提高可減小線路和發(fā)電機(jī)繞組的損耗。(導(dǎo)線截面積)2.功率因數(shù)cos

低的原因日常生活中多為感性負(fù)載---如電動(dòng)機(jī)、日光燈，其等效電路及相量關(guān)系如下圖。相量圖+-+-+-感性等效電路40W220V白熾燈

例40W220V日光燈

供電局一般要求用戶的否則受處罰。

常用電路的功率因數(shù)純電阻電路R-L-C串聯(lián)電路純電感電路或純電容電路電動(dòng)機(jī)空載電動(dòng)機(jī)滿載日光燈（R-L串聯(lián)電路）(2)提高功率因數(shù)的措施:3.功率因數(shù)的提高

必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。

在感性負(fù)載兩端并電容I(1)

提高功率因數(shù)的原則：+-結(jié)論并聯(lián)電容C后：(1)電路的總電流，電路總功率因數(shù)I電路總視在功率S(3)

電路總的有功功率不變因?yàn)殡娐分须娮铔]有變，所以消耗的功率也不變。不變(2)

原感性支路的工作狀態(tài)不變:不變感性支路的功率因數(shù)感性支路的電流4.

并聯(lián)電容值的計(jì)算相量圖:又由相量圖可得：即:+-思考題:1.電感性負(fù)載采用串聯(lián)電容的方法是否可提高功率因數(shù),為什么?2.原負(fù)載所需的無功功率是否有變化,為什么?3.電源提供的無功功率是否有變化,為什么?解：(1)（2）如將從0.95提高到1，試問還需并多大的電容C。（1）如將功率因數(shù)提高到,需要并多大的電容C,求并C前后的線路的電流。一感性負(fù)載,其功率P=10kW,，接在電壓U=220V,?=50Hz的電源上。即即例求并C前后的線路電流并C前:可見:cos1時(shí)再繼續(xù)提高，則所需電容值很大（不經(jīng)濟(jì)），所以一般不必提高到1。并C后:(2)從0.95提高到1時(shí)所需增加的電容值解：(1)電源提供的電流為：電源的額定電流為：(1)該電源供出的電流是否超過其額定電流？已知電源UN=220V,?=50Hz，SN=10kV?A向PN=6kW,UN=220V，的感性負(fù)載供電，(2)如并聯(lián)電容將提高到0.9，電源是否還有富裕的容量？例該電源供出的電流超過其額定電流。（2）如將提高到0.9后，電源提供的電流為：該電源還有富裕的容量。即還有能力再帶負(fù)載；所以提高電網(wǎng)功率因數(shù)后，將提高電源的利用率。知識(shí)十一正弦交流電路中獲得最大功率的條件令電源內(nèi)阻抗為：_+負(fù)載阻抗為：若RL,XL

皆可變負(fù)載獲得最大功率的條件為：即最大功率為相量形式的基爾霍夫定律（重點(diǎn)）；RLC串聯(lián)電路的電壓電流關(guān)系及功率（重點(diǎn)掌握）；相量法分析正弦交流電路（重點(diǎn)掌握）