第-3章交流电路---电工电子技术与技能教学课件.ppt

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1、第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 （非电类通用）（非电类通用）电电电电路路路路基基基基础础础础 第第 3章交流电路章交流电路 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页 3.1 交流电及其物理量交流电及其物理量 3.4 三相交流电路三相交流电路3.5 实训：三相负载的实训：三相负载的 测量测量 3.2 交流电路中的元件交流电路中的元件 3.3 交流电路的功率交流电路的功率 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 3 3.1 3.1 交流电路及其物理量交流电路及其物理量3.1.13.1.13.1.13.1.1交流电与交流电源交流电与交流电源交流电与交流

2、电源交流电与交流电源 交流电的方向和大小随时间变化交流电的方向和大小随时间变化。交流电波形图第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 4 部分常见交流电源部分常见交流电源 交流发电机 交流电源一般指为电路提供交流电的电源。交流电源和直流电源相比有交流电源一般指为电路提供交流电的电源。交流电源和直流电源相比有许多明显的优势，交流电可以方便地变换电压；交流电机在结构上比直流许多明显的优势，交流电可以方便地变换电压；交流电机在结构上比直流电机简单；在需要直流的地方还可以很方便地采用电子整流装置将交流电电机简单；在需要直流的地方还可以很方便地采用电子整流装置将交流电转化为直流电源。目前

3、交流电源得到广泛的应用。转化为直流电源。目前交流电源得到广泛的应用。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 6最大值最大值 交流电的最大值交流电的最大值(Im，Um)是交流电在一个周期内所能达到的最大数值，是交流电在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交流电的电流强弱或电压高低，在实际中有重要意义。例如可以用来表示交流电的电流强弱或电压高低，在实际中有重要意义。例如把电容器接在交流电路中，就需要知道交变电压的最大值。电容器所能承把电容器接在交流电路中，就需要知道交变电压的最大值。电容器所能承受的电压要高于交变电压

4、的最大值，否则电容器可能被击穿。受的电压要高于交变电压的最大值，否则电容器可能被击穿。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 7有效值有效值 交流电的有效值是根据电流热效应来规定的。让交流电和直流电通过相交流电的有效值是根据电流热效应来规定的。让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，就把这一直流电同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。的数值叫做这一交流电的有效值。例如某一交流电通过一段电阻丝，在一段时间内产生的热量为例如某一交流电通过一段电阻丝，在一段时间内产生的热量为Q，如果，如果改用改

5、用5安的直流电通过这段电阻丝，在相同的时间内产生的热量也为安的直流电通过这段电阻丝，在相同的时间内产生的热量也为Q，那么，这一交流电的有效值就是那么，这一交流电的有效值就是5安。交流电压的有效值可以用同样的方安。交流电压的有效值可以用同样的方法来确定。通常用法来确定。通常用I和和U分别表示交流电的电流和电压的有效值。分别表示交流电的电流和电压的有效值。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 8周期、频率周期、频率 交流电完成一次周期性变化所需的时间，叫做交流电的周期，通常用交流电完成一次周期性变化所需的时间，叫做交流电的周期，通常用T表示，表示，单位是秒。单位是秒。交流电在交

6、流电在1秒内完成周期性变化的次数，叫做交流电的频率，通常用秒内完成周期性变化的次数，叫做交流电的频率，通常用f表示，表示，单位是赫兹。单位是赫兹。根据定义，周期和频率的关系是根据定义，周期和频率的关系是第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 10初相、相位、相位差。初相、相位、相位差。正弦交变电动势正弦交变电动势，它的瞬时值随着电角度，它的瞬时值随着电角度 的变化而变化。的变化而变化。电角度电角度 叫做正弦交流电的相位。当叫做正弦交流电的相位。当t=0时的相位叫初相。时的相位叫初相。两个同频率的正弦交流电的相位之差叫相

7、位差。两个同频率的正弦交流电的相位之差叫相位差。相位差表示两正弦量到达最大值的先后差距。相位差表示两正弦量到达最大值的先后差距。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 113.1.33.1.33.1.33.1.3交流电的常用表示方法交流电的常用表示方法交流电的常用表示方法交流电的常用表示方法 三角函数式三角函数式 交流电常用表示方法有三角函数式（解析式）、波形图、相量图（矢量图）等从表达式中可以看出交流从表达式中可以看出交流电电的的变变化化规规律，反律，反过过来只要知道了交流来只要知道了交流电电的最大的最大值值、频频率、和初相位位，就可以写出它的表达式率、和初相位位，就可以写

8、出它的表达式。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 13向量图向量图在平面直角坐在平面直角坐标标系中，从原点作一矢量，使其最大系中，从原点作一矢量，使其最大值值等于等于电电流的最大流的最大值值，矢量与横矢量与横轴轴的的夹夹角角为为，矢量以角速度逆矢量以角速度逆时针时针旋旋转转，这样这样，旋，旋转转矢量在任意瞬矢量在任意瞬间间与横与横轴轴的的夹夹角就角就是是电电流的相位，它在流的相位，它在纵轴纵轴上的投影就是上的投影就是对应对应瞬瞬时时的正弦交流的正弦交流电电流的瞬流的瞬时值时值。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电

9、路交流电路交流电路 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 15l纯电阻电路纯电阻电路(1)电压与电流同相位电压与电流同相位(2)电阻和电压有效值之间的关系它们之间的关系是符合欧姆定电阻和电压有效值之间的关系它们之间的关系是符合欧姆定律的，即律的，即(3)平均功率交流电通过电阻时，电阻从电源吸取电能，把它转平均功率交流电通过电阻时，电阻从电源吸取电能，把它转换成热能，所以电阻元件是耗能元件。换成热能，所以电阻元件是耗能元件。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 16l纯电感电路纯电感电路 在交流电路中，如果只有电感线圈作负载，而且线圈的电阻和分布电容均可忽

10、略不计，这样的电路成为纯电感电路第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 18l纯电容电路纯电容电路 在交流电路中，仅由电容元件组成的电路叫做纯电容电路第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 19l纯电容电路纯电容电路 1)纯电容电路中，电容两端的电压滞后电流90。2)容抗和电压有效值之间的关系是符合欧姆定律的，即3)无功功率。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 20 交流电路中元件的状态交流电路中元件的状态 在直流在直流电电路中，路中，电电感元件可感元件可视为视为短路，短路，电电

11、容元件容元件则则可可视为视为开路。开路。而在交流而在交流电电路中，由于路中，由于电压电压、电电流随流随时间变时间变化，在化，在电电感元件中因感元件中因磁通不断磁通不断变变化，化，产产生感生感应电动势应电动势；电电容极板容极板间间的的电压电压不断不断变变化，化，引起引起电电荷在与荷在与电电容极板相容极板相连连的的导线导线中移中移动动形成形成电电流。流。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 213.33.33.33.3交流电路的功率交流电路的功率交流电路的功率交流电路的功率 电阻元件的功率电阻元件的功率 在直流在直流电电路中，路中，电电功率等于功率等于电压电压和和电电流的乘流的

12、乘积积。而在交流。而在交流电电路中，路中，电压电压和和电电流流时时时时刻刻变变化的，在任意瞬化的，在任意瞬间间，电压电压瞬瞬时值时值与与电电流瞬流瞬时值时值的乘的乘积积称称为为瞬瞬时时功率，功率，用小写字母用小写字母p表示。表示。瞬瞬时时功率是功率是变变化的，不便于表示化的，不便于表示电电路的功率，路的功率，为为了反映了反映电电阻消耗功率的大小，阻消耗功率的大小，在在实实用中常用有功功率（也叫平均功率）表示。它指的是瞬用中常用有功功率（也叫平均功率）表示。它指的是瞬时时功率在一个周期功率在一个周期内的平均内的平均值值。用。用P表示，表示，单单位位为为W（瓦（瓦）。第第第第3 3章章章章 交流电

13、路交流电路交流电路交流电路 22l l 电感元件的功率电感元件的功率电感元件的功率电感元件的功率 在电感元件组成的电路中，知道了电压和电流的变化规律和相互关系在电感元件组成的电路中，知道了电压和电流的变化规律和相互关系后，便可找出瞬时功率的变化规律。后，便可找出瞬时功率的变化规律。电感元件电路的平均功率为零，即电感元件的交流电路中没有能量消电感元件电路的平均功率为零，即电感元件的交流电路中没有能量消耗，只有电源与电感元件间的能量互换。耗，只有电源与电感元件间的能量互换。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 24 3.

14、4 三相交流电路三相交流电路3.4.1 3.4.1 三相交流电源三相交流电源三相交流电源三相交流电源l三相交流三相交流电电的的产产生生三相交流电是由三相交流发电机产生的第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 25l l 三相交流电电动势波形图三相交流电电动势波形图三相交流电电动势波形图三相交流电电动势波形图 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 263.4.2 3.4.2 三相交流电的应用三相交流电的应用三相交流电的应用三相交流电的应用三相交流三相交流电较单电较单相交流相交流电电有很多有很多优优点，它在点，它在发电发电、输输配配电电以及以及电电能能转转换为

15、换为机械能方面都有明机械能方面都有明显显的的优优越性。例如：制造三相越性。例如：制造三相发电发电机、机、变压变压器器都都较较制造制造单单相相发电发电机、机、变压变压器省材料，而且构造器省材料，而且构造简单简单、性能、性能优优良。用良。用同同样样材料所制造的三相材料所制造的三相电电机，其容量比机，其容量比单单相相电电机大机大50%；在；在输输送同送同样样功率的情况下，三相功率的情况下，三相输电线较单输电线较单相相输电线输电线，可，可节节省有色金属省有色金属25%，而，而且且电电能能损损耗耗较单较单相相输电时输电时少。由于三相交流少。由于三相交流电电具有上述具有上述优优点，所以点，所以获获得了广泛

16、得了广泛应应用。用。第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 28l 三相四线制三相四线制三相四线制三相四线制三相四线制电路a)三相绕组的联结b)中性线和相线第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 29l 三相四线制三相四线制三相四线制三相四线制三相四线制供电系统可输送两种电压，即相电压和线电压。1)相电压。2)线电压是指相线与相线之间的电压，通用符号用“UL”表示。线电压与相电压之间的数量关系为：第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路

17、交流电路 31l 三相四线制三相四线制三相四线制三相四线制三相负载的星形联结第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 32l 三相负载的三角形联接三相负载的三角形联接三相负载的三角形联接三相负载的三角形联接三相负载的三角形联结第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 33l 三相负载的三角形联接三相负载的三角形联接三相负载的三角形联接三相负载的三角形联接三相对称负载的三角形联结第第第第3 3章章章章 交流电路交流电路交流电路交流电路 34习题参考答案：习题参考答案：(略）略）电电电电路路路路基基基基础础础础 第第 3章章 结结 束束 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页