电工电子技术基础.ppt

第2章正弦交流电路
第一节正弦交流电的基本概念
第二节——第四节
单一参数的正弦交流电路
第五节电阻与电感的串联电路
第六节三相交流电源
第七节三相负载的连接方式
学习目的与要求
了解单相交流电路中的几个基本概念
掌握正弦量的基本特征及相量表示法
理解和掌握R、L、C三大基本元件的伏安关系
掌握多参数组合电路的简单分析与计算方法
熟悉提高功率因数的意义和方法
理解有功功率、无功功率及视在功率的概念
单相交流电路的基本概念
大小和方向均随时间变化的电压或电流称为交流电。如
等腰三角波
矩形脉冲波
正弦波
其中,大小和方向均随时间按正弦规律变化的电压或电流称为正弦交流电。
了解和掌握正弦交流电的特点,学会正弦交流电路的基本分析方法,是本章学习的目的。
1. 正弦交流电的频率、周期和角频率
T=
单位是秒
1、周期
交流电完成一次周期性变化所需要的时间叫做交流电的周期。用T表示。
u(i)
交流电在1s内完成周期性变化的次数称为交流电的频率,用f 表示。
1秒钟
f=2Hz
单位是赫兹
u(i)
2、频率
T=
ω=4πrad/s
单位是
每秒弧度
u(i)
显然
三者是从不同的角度反映的同一个问题:交流电随时间变化的快慢程度。
交流电一秒钟内经历的电角度称为角频率,用ω表示。
交流电变化一个周期,相当于发电机绕组转动了弧度或3600。
国标
2. 正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值
交流电随时间按正弦规律变化,对应各个时刻的数值称为瞬时值,瞬时值是用正弦解析式表示的,即:
瞬时值是变量,注意要用小写英文字母表示。
(1)瞬时值
(2)最大值
正弦量振荡的最高点称为最大值或峰值,用Um(或Im)表示
有效值是指与交流电热效应相同的直流电数值。
R
i
在t 时间内产生的热量为Q
例
在t 时间内产生的热量也为Q
两电流热效应相同,可理解为二者做功能力相等。我们把做功能力相等的直流电的数值I定义为相应交流电i 的有效值。有效值可确切地反映正弦交流电的大小。
(3)有效值
有效值用U或I表示。
R
I
理论和实践都可以证明,正弦交流电的有效值和最大值之间具有特定的数量关系,即:
3. 正弦交流电的相位、初相和相位差
显然,相位反映了正弦量随时间变化的整个进程。
初相确定了正弦量计时开始的位置,初相规定不得超过±180°。
(1)相位
(2)初相
正弦量与纵轴相交处若在正半周,初相为正。
正弦量与纵轴相交处若在负半周,初相为负。
例
u、i 的相位差为:
显然,两个同频率正弦量之间的相位之差,实际上等于它们的初相之差。
已知
(3)相位差
,求
电压与电流之间的相位差。
解
注意
不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念。相位差不得超过±180°!
分析一下感性,容性