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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节正弦交流电的基本概念,正弦交流电路简介,第二节单一元件交流电路,第三节,RLC,串并联交流电路及其谐振,第五节安全用电常识,第四节三相交流电路,第一节正弦交流电的基本概念正弦交流电路简介第二节单一元件,1,生产和日常生活中所用的交流电，一般都是,正弦交流电,。,交流,直流,电压电流的大小和方向都不随时间改变（第一章）,交流电：,如果电流或电压每经过一定时间（,T,）就重复变化一次，则此种电流、电压称为周期性交流电流
2、或电压。如正弦波、方波、三角波、锯齿波 等。记做：,u(t)=u(t+T),T,u,t,u,T,t,大小和方向随时间作周期性变化的电流,生产和日常生活中所用的交流电，一般都是正弦交流电。交流直流电,2,正弦交流电：,如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。正弦交流电交流电的一种。,T,U,（,i,）,t,电压：,u(t)=U,m,sin(wt+,v,),电流：,i(t)=I,m,sin(wt+,i,),正弦电压、电流的瞬时值,正弦电压、电流的最大值,正弦的相位，,w,为角频率，,为初相角,正弦交流电：如果在电路
3、中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律,3,第一节正弦交流电的基本概念,一、,周期、,频率与角,频率,二、瞬时值、最大值与有效值,三、相位、初相角与,相位差,第一节正弦交流电的基本概念 一、周期、频率与角频率 二、瞬,4,一、,周期、频率,与角频率,i,T,1.,周期,T,：波形再次出现所需要的最短时间称为，用,T,表示。（波形变化一周所需的时间）,单位：,秒,(,s,),毫秒,(,ms,),3.,角频率,：每秒变化的弧度。单位：弧度,/,秒,(rad/s),2.,频率,f,：每秒变化的次数，用,f,表示。,单位：赫兹,(Hz),、千赫兹,(KHz),、兆,赫兹,(,MHz,),描述正弦量变化
4、快慢的物理量,一、周期、频率iT 1.周期 T：波形再次出现所需要的最,5,*,电网频率：,中国,50,Hz,美国,、日本,60,Hz,*,有线通讯频率：,300-5000,Hz,*,无线通讯频率：,30 kHz-3,10,4,M,Hz,小常识,*电网频率：中国 50 Hz*有线通讯频率：3,6,二、瞬时值、最大值与有效值,3.,有效值：在工程应用和电路分析中常用相应的物理量有效值来表示。,有效值是从交流电流的热效应来规定的,。,1.,瞬时值：正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写符号表示，如瞬时电压,u(t),、瞬时电流,i(t),2.,最大值：瞬时值中的最大值称为最值或振幅，用带下标,m,
5、的大写符号表示，,Um,、,Im,。,二、瞬时值、最大值与有效值 3.有效值：在工程应用和电路,7,则有,电量必须大写,如：,U,、,I,有效值,交流,直流,热效应相当,有效值概念,4.,最大值与有效值的关系,则有电量必须大写有效值交流直流热效应相当有效值概念 4.最,8,问题与讨论,电器,220V,最高耐压,=300V,若购得一台耐压为,300V,的电器，是否可用于,220V,的线路上,?,该用电器最高耐压低于电源电压的最大值,，所以,不能用,。,有效值,U,=220V,最大值,U,m,=220V=,311,V,电源电压,问题与讨论 电器 220V最高耐压=300V若购得一台耐,9,三、相位
6、、初相角与相位差,：,t,=0,时的相位，称为,初相位或初相角,。,说明：,给出了观察正弦波的起点或参考点，,常用于描述多个正弦波相互间的关系。,i,：正弦波的相位角或相位。,三、相位、初相角与相位差：t=0 时的相位，称为初相,10,两个,同频率,正弦量间的相位差,(,初相差,),t,两个同频率正弦量间的相位差(初相差)t,11,两种正弦信号的相位关系,同,相,位,相,位,落,后,落后于,相,位,领,先,领先于,两种正弦信号的相位关系同相 落后于相领先于,12,交流电的三要素,角频率、最大值和初相位,交流电的三要素角频率、最大值和初相位,13,四、正弦量的相量表示,三角函数式表示,相量表示法
7、,必须,小写,波形图表示,i,正弦量的表示方法有以下几种：,jy,x,0,a,b,四、正弦量的相量表示三角函数式表示相量表示法必须波形图,14,1.,电压与电流的关系,设,大小关系：,相位关系：,u,、,i,相位相同,根据欧姆定律,:,频率相同,相位差 ：,电阻元件的交流电路,R,u,+,_,第二节 单一元件交流电路,1.电压与电流的关系设大小关系：相位关系：u、i 相,15,2.,功率关系,(1),瞬时功率,p,：,瞬时电压与瞬时电流的乘积,小写,结论,:,（耗能元件）,且随时间变化。,p,i,t,u,O,t,p,O,i,u,2.功率关系(1)瞬时功率 p：瞬时电压与瞬时电流的,16,基本,
8、关系式：,频率相同,电压超前电流,90,通直流，阻交流,通低频，阻高频,1,、,电压与电流的关系,电感元件的交流电路,设：,+,-,e,L,+,-,L,基本关系式：频率相同电压超前电流90通直流,17,2,、电感电路的功率,（,1,）瞬时功率：,（,2,）有功功率：,（,3,）无功功率：,2、电感电路的功率（1）瞬时功率：（2）有功功率：（3）无功,18,电流与电压的变化率成正比。,基本,关系式：,1,、电流与电压的关系,频率相同,电流超前电压,90,通交流，阻直流,通高频，阻低频,相位差,则：,电容元件的交流电路,u,i,C,+,_,设：,电流与电压的变化率成正比。基本关系式：1、电流与电压
9、,19,2,、电容电路的功率,（,1,）瞬时功率：,（,2,）有功功率：,（,3,）无功功率：,2、电容电路的功率（1）瞬时功率：（2）有功功率：（3）无功,20,图,4.1.1,三相交流发电机示意图,第四节,三相交流电路,1.,三相电动势的产生,工作原理：动磁生电,(,尾端,),+,e,A,e,B,e,C,X,A,B,Y,C,Z,(,首端,),+,+,+,+,_,_,e,e,A,X,图,4.1.2,三相绕组示意图,图,4.1.3,电枢绕组及其电动势,图4.1.1 三相交流发电机示意图第四节 三相交流电路,21,三相电动势瞬时表示式,铁心,（作为导磁路经）,三相绕组,匝数相同,空间排列互差,1
10、20,:,直流励磁的电磁铁,定子,转子,发电机结构,三相电动势瞬时表示式铁心（作为导磁路经）三相绕组匝数相同空间,22,波形图,三相电动势瞬时表示式,波形图三相电动势瞬时表示式,23,对称三相电动势的瞬时值之和为,0,最大值相等,频率相同,相位互差,120,称为对称三相电动势,三个正弦交流电动势满足以下特征,对称三相电动势的瞬时值之和为 0最大值相等称为对称三相电动势,24,2.,三相电源的星形联结,(1),联接方式,中性线,(,零线、地线,),中性点,端线,(,相线、火线,),在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。,相电压,：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压,线电压,：端线与端线间
11、的电压,、,U,p,+,+,+,、,U,l,X,Y,Z,N,B,C,A,e,A,+,e,C,+,e,B,+,+,+,+,2.三相电源的星形联结(1)联接方式中性线(零线、地线,25,三相负载的连接,三相负载,不对称三相负载：,不满足,Z,A,=,Z,B,=,Z,C,如由单相负载组成的三相负载,对称三相负载：,Z,A,=,Z,B,=,Z,C,如,三相电动机,1.,三相负载,分类,单相负载：,只需一相电源供电,照明负载、家用电器,负载,三相负载：,需三相电源同时供电,三相电动机等,三相负载的联接,三相负载也有,Y,和,两种接法，至于采用哪种方法，要根据负载的额定电压和电源电压确定。,三相负载的连接三相负载不对称三相负载：不满足 ZA=ZB,26,三相负载连接原则,（,1,）电源提供的电压,=,负载的额定电压；（,2,）单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。,A,B,电源,C,保险丝,三相四线制,380/220,伏,N,额定相电压为,220,伏的单相负载,额定线电压为,380,伏的三相负载,三相负载连接原则（1）电源提供的电压=负载的额定电压；,27,
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