第02章单相正弦交流电路精选文档.ppt

第第02章单相正弦章单相正弦交流电路交流电路本讲稿第一页，共二十页2.1 正弦交流电的基本概正弦交流电的基本概念念随时间按正弦规律变化的电压、电流称随时间按正弦规律变化的电压、电流称为正弦电压和正弦电流。表达式为：为正弦电压和正弦电流。表达式为：本讲稿第二页，共二十页以正弦电流为例以正弦电流为例振幅振幅角频率角频率振幅、角频率和初相称为正弦量的的三要素。振幅、角频率和初相称为正弦量的的三要素。相位相位初相角初相角:简称简称初相初相波形波形本讲稿第三页，共二十页本讲稿第四页，共二十页本讲稿第五页，共二十页2.1.3 相位、初相位、相位差相位、初相位、相位差相位相位：正弦量表达式中的角度：正弦量表达式中的角度初相初相：t=0时的相位时的相位相位差相位差：两个同频率正弦量的相位之差，其值等：两个同频率正弦量的相位之差，其值等于它们的初相之差。如于它们的初相之差。如相位差为：相位差为：本讲稿第六页，共二十页本讲稿第七页，共二十页2.2 正弦量的相量表示正弦量的相量表示（概念，不计算）（概念，不计算）（概念，不计算）（概念，不计算）相量法是求解正弦稳态电路的简单方法。相量法是求解正弦稳态电路的简单方法。1复数复数 复数复数A可用复平面上的有向线可用复平面上的有向线段来表示。该有向线段的长度段来表示。该有向线段的长度a称称为复数为复数A的的模模模模，模总是取正值。该，模总是取正值。该有向线段与实轴正方向的夹角有向线段与实轴正方向的夹角称为称为复数复数A的的辐角辐角辐角辐角。本讲稿第八页，共二十页2正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法复数复数Imi与正弦电流与正弦电流i=Imsin(t+i)是相互对应的关系，是相互对应的关系，可用复数可用复数Imi来表示正弦电流来表示正弦电流i，记为：记为：并称其为相量。并称其为相量。正弦量正弦量相量相量有效值相量和振幅相量的关系：有效值相量和振幅相量的关系：本讲稿第九页，共二十页2.3 单一参数的正弦交流电路单一参数的正弦交流电路本讲稿第十页，共二十页本讲稿第十一页，共二十页本讲稿第十二页，共二十页2.4 RLC串联交流电路串联交流电路RLCRLC串联交流电路中电压与电流的相位关系：串联交流电路中电压与电流的相位关系：串联交流电路中电压与电流的相位关系：串联交流电路中电压与电流的相位关系：本讲稿第十三页，共二十页2.4 2.4 RLCRLC串联交流电路串联交流电路串联交流电路串联交流电路电路的功率电路的功率电路的功率电路的功率-+Nui1.平均功率（有功功率）：平均功率（有功功率）：功率因数表示电源提供的功率有多少可以转换为有功功率，功率因数表示电源提供的功率有多少可以转换为有功功率，它的大小由电路参数它的大小由电路参数RLC决定，与决定，与电压电压、电电流大小无关。流大小无关。电阻总是消耗能量的，而电感和电阻总是消耗能量的，而电感和电容是不消耗能量的，其平均功电容是不消耗能量的，其平均功率都为率都为0。平均功率就是反映电。平均功率就是反映电路实际消耗的功率。无源二端网路实际消耗的功率。无源二端网络各电阻所消耗的平均功率之和，就是该络各电阻所消耗的平均功率之和，就是该电路所消耗的平均功率。电路所消耗的平均功率。本讲稿第十四页，共二十页2无功功率无功功率表示二端网络与外电路进行能量交换的幅度。表示二端网络与外电路进行能量交换的幅度。单位为乏（单位为乏（Var）3视在功率视在功率单位为伏安（单位为伏安（VA）平均功率平均功率P、无功功率无功功率Q和视在功率和视在功率S的关系：的关系：表示用电设备的容量。表示用电设备的容量。本讲稿第十五页，共二十页2.5 阻抗的串联、并联及混联阻抗的串联、并联及混联本讲稿第十六页，共二十页.功率因数功率因数功率因数功率因数 实际生产和生活中，大多数电气设备和用电器都是感性的，因此要实际生产和生活中，大多数电气设备和用电器都是感性的，因此要向电源吸取一定的无功功率，造成线路功率因数较低的现象。功率因数向电源吸取一定的无功功率，造成线路功率因数较低的现象。功率因数低不仅造成电力能源的浪费，还能增加线路上的功率损耗，为了避免此低不仅造成电力能源的浪费，还能增加线路上的功率损耗，为了避免此类现象造成的影响，电力系统要设法提高线路的功率因数。类现象造成的影响，电力系统要设法提高线路的功率因数。提高功率因数提高功率因数的意义是什么的意义是什么？如何提高？如何提高？1 1、提高功率因数的意义：、提高功率因数的意义：、提高功率因数的意义：、提高功率因数的意义：a.提高发配电设备的利用率；提高发配电设备的利用率；b.减少输电线上的电压降和功率损失。减少输电线上的电压降和功率损失。2.6 提高功率因数提高功率因数2 2、提高功率因数的方法、提高功率因数的方法、提高功率因数的方法、提高功率因数的方法：在感性负载上并联适当的电容。在感性负载上并联适当的电容。本讲稿第十七页，共二十页2.7 谐振电路谐振电路 由电阻、电感、电容组成的电路，在正弦电源由电阻、电感、电容组成的电路，在正弦电源作用下，当作用下，当电压与电流同相电压与电流同相时，电路呈电阻性，时，电路呈电阻性，此时电路的工作状态称为此时电路的工作状态称为谐振谐振。2.7.1 串联谐振串联谐振当当时，时，电压与电流同相，电路呈电阻性，电路电压与电流同相，电路呈电阻性，电路谐振谐振。谐振条件：谐振条件：本讲稿第十八页，共二十页电路串联谐振时的主要特征：电路串联谐振时的主要特征：(1)阻阻抗抗Z=R，外外加加电电压压U一一定定时时，电电流流具具有有最最大大值值Io=U/R，Io称称为串联谐振电流。为串联谐振电流。(2)电压与电流同相，电路呈现纯电阻性质。电压与电流同相，电路呈现纯电阻性质。(3)因因为为XL=XCR，故故UL=UCUR=U，即即电电感感和和电电容容上上的的电电压压远远远高于电路的端电压。远高于电路的端电压。P/68【例例2.14】本讲稿第十九页，共二十页当当谐振角频率为谐振角频率为谐振频率为谐振频率为电路并联谐振时的主要特征电路并联谐振时的主要特征：（1）电路两端电压与电流同相位，电路呈电阻性。（）电路两端电压与电流同相位，电路呈电阻性。（2）电路的并联阻抗最大，电流最小。电路的并联阻抗最大，电流最小。时，时，2.7.2 并联谐振并联谐振谐振条件：谐振条件：p/70小结内容，含小结内容，含2个表格个表格本讲稿第二十页，共二十页