電工電子技術應用 課件 項目二單相交流電路分析與應用

電工電子技術應用項目二單相交流電路分析與應用學習任務一認識正弦交流電一、正弦交流電的瞬時值表示法學習任務一認識正弦交流電正弦電壓與電流：隨時間按正弦規(guī)律周期性變化的電壓（電流），簡稱正弦量。正弦交流電可以用解析式（表達式）和波形圖來表示。幅值、頻率、初相位是確定一個正弦量的三要素。三要素最大值（幅值）角頻率初相位波形圖1.表達式（1）最大值正弦交流電在變化過程中出現(xiàn)的最大瞬時值稱為最大值。用大寫字母并加下標表示。2.三要素——電動勢最大值最大值——電壓最大值——電流最大值一、正弦交流電的瞬時值表示法學習任務一認識正弦交流電（2）角頻率描述正弦交流電變化快慢的物理量，可以用角頻率、周期和頻率表示。2.三要素周期T：變化一周所需的時間（單位：秒）頻率f：每秒變化的次數(shù)（單位：赫茲）角頻率ω：每秒變化的弧度（單位：弧度/秒）相互間關系：Tf1=一、正弦交流電的瞬時值表示法學習任務一認識正弦交流電（3）初相位2.三要素：正弦波的相位角或相位。：t=0時的相位，稱為初相位，給出了觀察正弦波的起點或參考點。一、正弦交流電的瞬時值表示法學習任務一認識正弦交流電3.相位差：兩個同頻率正弦量間的相位相比較(初相位差)。t超前滯后與同相一、正弦交流電的瞬時值表示法學習任務一認識正弦交流電4.有效值：是從電流的熱效應相等來定義的。

在同一周期時間內(nèi)，正弦交流電流和直流電流對同一電阻具有相同的熱效應，就用表示的有效值?！镉脙x表測得的交流電壓、電流值，就是被測物理量的有效值?！镫娖髟O備和器件有擊穿電壓或絕緣耐壓所指的電壓都是最大值。一、正弦交流電的瞬時值表示法學習任務一認識正弦交流電二、正弦交流電的相量表示法

正弦交流量不僅有大小而且有相位參數(shù),要同時表示出這二個參數(shù)必須采用矢量或復數(shù)。

正弦周期量才能用相量表示，非正弦周期量不能用相量表示。且只有同頻率的正弦量才能畫在一張相量圖上。只包含幅值與初相位兩個要素。學習任務一認識正弦交流電注:相量與正弦量只存在對應關系,而不是相等關系二、正弦交流電的相量表示法學習任務一認識正弦交流電學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路一、電阻元件的正弦交流電路uiR設則電流、電壓的關系:（1）頻率相同（2）有效值關系：（3）相量關系：（2）相位相同1.電壓與電流關系2.功率計算（1）瞬時功率p(p小寫)：瞬時電壓與瞬時電流的乘積ωtuipωt++(1)（耗能元件）(2)隨時間變化一、電阻元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率計算（2）平均功率（有功功率）P：一個周期內(nèi)的瞬時功率平均值ωtuipωt++一、電阻元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關系（1）基本關系式：設則二、電感元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關系（2）電感電路中電流與電壓的關系:(2)相位相差90°(3)有效值(4)相量關系(1)頻率相同相量圖二、電感元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（1）瞬時功率：二、電感元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（2）平均功率（有功功率P）：

純電感不消耗能量，只和電源進行能量交換,能量交換的規(guī)模，用無功功率Q來衡量。（3）無功功率Q：電感瞬時功率所能達到的最大值二、電感元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關系（1）基本關系式：設則uiC三、電容元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關系（2）電流與電壓的關系:(2)相位相差90°(3)有效值(4)相量關系(1)頻率相同相量圖三、電容元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（1）瞬時功率:設則三、電容元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（2）平均功率:（3）無功功率:電容元件瞬時功率的最大值電容元件不消耗能量三、電容元件的正弦交流電路學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路（一）基爾霍夫電流定律1.瞬時值表達式2.相量表達式（二）基爾霍夫電流定律1.瞬時值表達式2.相量表達式四、基爾霍夫定律的相量形式學習任務二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路學習任務三分析與測量RLC串聯(lián)電路一、RLC串聯(lián)電路的電壓與電流關系uRLCi1.瞬時值表達式2.相量表達式或?qū)懗蓪W習任務三分析與測量RLC串聯(lián)電路2.相量表達式令則稱為復阻抗阻抗|Z||Z|、R、(XL–XC)

三者之間的數(shù)值關系可以用一個直角三角形來表示——稱為阻抗三角形。

|Z|RXL–XC

阻抗角

阻抗三角形一、RLC串聯(lián)電路的電壓與電流關系學習任務三分析與測量RLC串聯(lián)電路1.瞬時功率2.平均功率P（有功功率）說明:在交流電路中只有電阻元件消耗電能功率因數(shù)——功率因數(shù)角——二、RLC串聯(lián)電路中的功率學習任務三分析與測量RLC串聯(lián)電路3.無功功率4.視在功率——表示電源可能提供的最大有功功率或電路可能消耗的最大有功功率。單位用伏安（）或千伏安（）表示注：在交流電源設備中它表明電源設備允許提供的最大有用功率。又稱額定容量二、RLC串聯(lián)電路中的功率學習任務三分析與測量RLC串聯(lián)電路功率三角形功率三角形二、RLC串聯(lián)電路中的功率學習任務三分析與測量RLC串聯(lián)電路（1）當，，比超前，電路呈電感性；根據(jù)（2）當，，比滯后，電路呈電容性；（3）當，，與同相位，電路呈諧振狀態(tài)；三、RLC串聯(lián)電路的三種情況學習任務三分析與測量RLC串聯(lián)電路四、復阻抗的串聯(lián)和并聯(lián)（一）復阻抗的串聯(lián)電路（1）電流關系：相等（2）電壓關系（3）復阻抗關系學習任務三分析與測量RLC串聯(lián)電路（二）復阻抗并聯(lián)的電路（1）電流關系：（2）電壓關系：相等（3）復阻抗關系或

四、復阻抗的串聯(lián)和并聯(lián)學習任務三分析與測量RLC串聯(lián)電路學習任務四提高交流電路功率因數(shù)一、提高功率因數(shù)的意義學習任務四提高交流電路功率因數(shù)（一）提高功率因數(shù)的意義1.提高功率因數(shù)能充分利用電源設備容量2.提高功率因數(shù)能減小供電線路的功率損耗，提高供電效率。1.原則：不允許影響負載的原有工作狀態(tài)。2.方法：常用的方法是在電感性負載兩端并聯(lián)電容器。二、提高功率因數(shù)的方法3.并聯(lián)電容值的大小計算由圖可知：二、提高功率因數(shù)的方法學習任務四提高交流電路功率因數(shù)拓展知識：正弦交流電路中的諧振現(xiàn)象（一）串聯(lián)諧振RLC（1）串聯(lián)諧振的條件：=

（2）串聯(lián)諧振的頻率：

（3）串聯(lián)諧振電路特點：