电工电子技术第3章.ppt
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1、下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出第第3章章 正弦交流电路正弦交流电路3.2 3.2 正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法3.4 3.4 混合元件参数的正弦交流电路混合元件参数的正弦交流电路混合元件参数的正弦交流电路混合元件参数的正弦交流电路 3.1 3.1 正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念 3.3 3.3 单一参数的交流电路单一参数的交流电路单一参数的交流电路单一参数的交流电路3.5 3.5 交流电路的功率因数交流电路的功率因数交流电路的功率因数交流电路的功率因数 3.6 3.6 交流电路的
2、频率特性交流电路的频率特性交流电路的频率特性交流电路的频率特性 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 3.1 正弦电压与电流正弦电压与电流正弦量:正弦量:正弦量:正弦量:随时间按正弦规律做周期变化的量。随时间按正弦规律做周期变化的量。随时间按正弦规律做周期变化的量。随时间按正弦规律做周期变化的量。Ru+_ _ _ _ _ _+_正弦交流电的优越性:正弦交流电的优越性:正弦交流电的优越性:正弦交流电的优越性:便于传输;易于变换便于传输;易于变换便于传输;易于变换便于传输;易于变换 便于运算;便于运算;便于运算;便于运算;有利于电器设备的运行;有利于电器设备的运行;有利于电器设备的
3、运行;有利于电器设备的运行;.正半周正半周正半周正半周负半周负半周负半周负半周Ru+_ _i iu u下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.1.1 正弦交流电的基本表示方法正弦交流电的基本表示方法 设正弦交流电流:设正弦交流电流:设正弦交流电流:设正弦交流电流:角频率:角频率:角频率:角频率:决定正弦量变化快慢决定正弦量变化快慢决定正弦量变化快慢决定正弦量变化快慢幅值:幅值:幅值:幅值:决定正弦量的大小决定正弦量的大小决定正弦量的大小决定正弦量的大小 幅值、角频率、初相角称为正弦量的三要素。幅值、角频率、初相角称为正弦量的三要素。幅值、角频率、初相角称为正弦量的三要素。幅值、
4、角频率、初相角称为正弦量的三要素。初相角:初相角:初相角:初相角:决定正弦量起始位置决定正弦量起始位置决定正弦量起始位置决定正弦量起始位置 I Im m 2 TiO下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.1.2 正弦交流电的基本参数正弦交流电的基本参数周期周期周期周期T T:变化一周所需的时间变化一周所需的时间变化一周所需的时间变化一周所需的时间 (s s)角频率:角频率:角频率:角频率:(rad/srad/s)频率频率频率频率f f:(HzHz)T T*无线通信频率:无线通信频率:无线通信频率:无线通信频率:高达高达高达高达 3 300000000GHzGHz*电网频率:电网
5、频率:电网频率:电网频率:我国我国我国我国 50 Hz 50 Hz ,美国,美国,美国,美国 、日本、日本、日本、日本 60 Hz 60 Hz*收音机中频段频率:收音机中频段频率:收音机中频段频率:收音机中频段频率:53016005301600 kHzkHzi iO1 1 周期与频率周期与频率周期与频率周期与频率下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2 幅值与有效值幅值与有效值有效值:有效值:与交流热效应相等的直流定义为交流与交流热效应相等的直流定义为交流电的有效值。电的有效值。幅值:幅值:Im、Um、Em则有则有交流交流交流交流直流直流直流直流幅值必须大写幅值必须大写幅值必须大
6、写幅值必须大写,下标加下标加下标加下标加 m m。同理:同理:有效值必有效值必有效值必有效值必须大写须大写须大写须大写 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 给出了观察正弦波的起点或参考点给出了观察正弦波的起点或参考点给出了观察正弦波的起点或参考点给出了观察正弦波的起点或参考点。:3 相位、初相位与相位差相位、初相位与相位差 相位:相位:相位:相位:注意:注意:注意:注意:交流电压、电流表测量数据为有效值交流电压、电流表测量数据为有效值交流电压、电流表测量数据为有效值交流电压、电流表测量数据为有效值交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值初相
7、位:初相位:初相位:初相位:表示正弦量在表示正弦量在表示正弦量在表示正弦量在 t t=0=0时的相角。时的相角。时的相角。时的相角。反映正弦量变化的进程。反映正弦量变化的进程。反映正弦量变化的进程。反映正弦量变化的进程。iO下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出如:如:若若电压超前电压超前电压超前电压超前电流电流电流电流 两两两两同频率同频率同频率同频率的正弦量之间的初相位之差。的正弦量之间的初相位之差。的正弦量之间的初相位之差。的正弦量之间的初相位之差。相位差相位差 :如:如:uiu i tO下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出电流超前电压电流超前电压电流超前电
8、压电流超前电压电压与电流电压与电流电压与电流电压与电流同相同相同相同相 电流超前电压电流超前电压电流超前电压电流超前电压 电压与电流反相电压与电流反相电压与电流反相电压与电流反相uitui90OuituiOtuiuiOuitui O下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(2)不同频率的正弦量比较无意义。不同频率的正弦量比较无意义。(1)两同频率的正弦量之间的相位差为常数,两同频率的正弦量之间的相位差为常数,与计时的选择起点无关。与计时的选择起点无关。注意注意注意注意:tO下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3.2 正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法瞬时值表达式瞬
9、时值表达式前两种不便于运算,重点介绍相量表示法。前两种不便于运算,重点介绍相量表示法。前两种不便于运算,重点介绍相量表示法。前两种不便于运算,重点介绍相量表示法。波形图波形图 .正弦量的表示方法正弦量的表示方法正弦量的表示方法正弦量的表示方法重点重点重点重点必须必须必须必须小写小写小写小写相量相量uO下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2 2.正弦量用旋转矢量表示正弦量用旋转矢量表示正弦量用旋转矢量表示正弦量用旋转矢量表示设正弦量设正弦量:若若:有向线段长度有向线段长度 =该矢量以速度该矢量以速度 按逆时针方向旋转按逆时针方向旋转则则:该旋转矢量每一瞬时在纵轴上的投影即表示相应
10、时该旋转矢量每一瞬时在纵轴上的投影即表示相应时刻正弦量的瞬时值。刻正弦量的瞬时值。该矢量与横轴夹角该矢量与横轴夹角=初相位初相位u0 xyOO下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出+j+1Abar03.3.正弦量的相量表示正弦量的相量表示正弦量的相量表示正弦量的相量表示复数表示形式复数表示形式设设A为复数为复数:(1)(1)代数式代数式代数式代数式A=a+jb复数的模复数的模复数的辐角复数的辐角实质:用复数表示正弦量实质:用复数表示正弦量实质:用复数表示正弦量实质:用复数表示正弦量式中式中:(2)(2)三角式三角式三角式三角式由欧拉公式由欧拉公式:下一页下一页章目录章目录返回返回
11、上一页上一页退出退出(3)(3)指数式指数式指数式指数式 可得可得:设正弦量设正弦量:相量相量:表示正弦量的复数称相量表示正弦量的复数称相量电压的最大值相量电压的最大值相量电压的最大值相量电压的最大值相量(4)(4)极坐标式极坐标式极坐标式极坐标式相量的模相量的模相量的模相量的模=正弦量的最大值正弦量的最大值正弦量的最大值正弦量的最大值 相量辐角相量辐角相量辐角相量辐角=正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出电压的有效值相量电压的有效值相量电压的有效值相量电压的有效值相量(1)(1)相量只是表示正弦量,而不等于正弦量。相量只
12、是表示正弦量,而不等于正弦量。相量只是表示正弦量,而不等于正弦量。相量只是表示正弦量,而不等于正弦量。注意注意注意注意:?=(2)(2)只有正弦量才能用相量表示,只有正弦量才能用相量表示,只有正弦量才能用相量表示,只有正弦量才能用相量表示,非正弦量不能用相量表示。非正弦量不能用相量表示。(3)(3)只有只有同频率同频率的正弦量才能画在同一相量图上。的正弦量才能画在同一相量图上。或或或或:相量的模相量的模相量的模相量的模=正弦量的有效值正弦量的有效值正弦量的有效值正弦量的有效值 相量辐角相量辐角相量辐角相量辐角=正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角正弦量的初相角下一页下一页章目录章目录返回
13、返回上一页上一页退出退出(5)(5)相量的书写方式相量的书写方式相量的书写方式相量的书写方式 模模用最大值表示用最大值表示 ,则用符号:,则用符号:(4)(4)相量的两种表示形式相量的两种表示形式相量的两种表示形式相量的两种表示形式 相量图相量图:把相量表示在复平面的图形把相量表示在复平面的图形 实际应用中,模多采用有效值,符号:实际应用中,模多采用有效值,符号:可不画坐标轴可不画坐标轴可不画坐标轴可不画坐标轴如:已知如:已知则则或或相量式相量式:下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出+1+jO旋转旋转 因子:因子:“j”“j”“j”“j”的数学意义和物理意义的数学意义和物理意义
14、的数学意义和物理意义的数学意义和物理意义设相量设相量设相量设相量 相量相量 乘以乘以 ,将逆时针旋转将逆时针旋转 ,得到,得到相量相量 乘以乘以 ,将顺时针旋转将顺时针旋转 ,得到,得到 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出?正误判断正误判断1.1.已知:已知:已知:已知:?有效值有效值有效值有效值?3.3.已知:已知:已知:已知:复数复数复数复数瞬时值瞬时值瞬时值瞬时值j45?最大值最大值最大值最大值?负号负号负号负号2.已知:已知:4.4.已知:已知:已知:已知:下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 落后于落后于超前超前落后落后?解解解解:(1)1)相量式相
15、量式相量式相量式(2)(2)相量图相量图相量图相量图例例例例1:1:将将将将 u u1 1、u u2 2 用相量表示用相量表示用相量表示用相量表示+1+j下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出例例2:已知已知有效值有效值 I=16.8 A求:求:下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出1.1.电压与电流的关系电压与电流的关系电压与电流的关系电压与电流的关系设设(2)(2)大小关系:大小关系:大小关系:大小关系:(3)(3)相位关系相位关系相位关系相位关系 :u u、i i 相位相同相位相同相位相同相位相同根据欧姆定律根据欧姆定律:(1)(1)频率相同频率相同频率相同频
16、率相同相位差相位差 :相量图相量图3.3 单一参数的交流电路单一参数的交流电路Ru+_相量式:相量式:3.3.1 电阻元件的交流电路电阻元件的交流电路下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2.2.功率关系功率关系功率关系功率关系(1)瞬时功率瞬时功率 p:瞬时电压与瞬时电流的乘积瞬时电压与瞬时电流的乘积小写小写小写小写结论结论:(耗能元件)(耗能元件),且随时间变化。且随时间变化。pituOtpOiu下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出瞬时功率在一个周期内的平均值瞬时功率在一个周期内的平均值瞬时功率在一个周期内的平均值瞬时功率在一个周期内的平均值 大写大写大写大写
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