交流电的基础知识.ppt

课程：电工电子,模块二交流电的基本知识,授课教师：李铭,任务1：假如你毕业后是一名企业的电工，而且你是师傅，单位安排你带一名徒弟，需要你教他单相交流电的知识。你将如何进行？,任务2：假如你毕业后是一名企业的电工，该企业承担了我校新校区教室电路的联接，正好这个工作由你负责，你将如何进行接线？,教学目标：1、理解直流电和交流电的区别2、掌握单相交流电的基本概念和三要素3、培养学生独立思考和创新的能力,教学难点：正弦交流电的三要素,教学难点：正弦交流电的最大值、有效值、角频率、频率、周期、相位、初相位,课题1认识正弦交流电,直流电,交流电,e,每时每刻大小和方向恒定不变，与时间无关。,大小和方向随时间作周期性变化，与时间密切相关。,优点,简单、安全、适合半导体器件供电。,第一：交流电可以用变压器变压，便于远距离输电。第二：交流电机比同功率直流电机构造简单，造价低。第三：可以用整流装置，将流交电变成所需的直流电。第四：无线电通讯中交流信号可放大、传送、变换。,1A,1.8A,2A,交流电,e,交流电,e,交流电路概述,交流电,e,尼古拉特斯拉,发明者？,交流电路概述,在生产和生活中使用的电能，几乎都是交流电能，即使是电解、电镀、电讯等行业需要直流供电，大多数也是将交流电能通过整流装置变成直流电能。在日常生产和生活中所用的交流电，一般都是指正弦交流电。因为交流电能够方便地用变压器改变电压，用高压输电，可将电能输送很远，而且损耗小；交流电机比直流电机构造简单，造价便宜，运行可靠。所以，现在发电厂所发的都是交流电，工农业生产和日常生活中广泛应用的也是交流电。,一、交流电的产生,正弦交流电,原理：根据电磁感应定律，导体切割磁力线产生感应电流。,(起始角0),符号的规定：,直流电：IUE（用大写字母表示）,交流电：iue（用小写字母表示）,二、正弦交流电的相关量,1.正弦交流电的周期、频率和角频率,周期T：,频率f：每秒内周期性变化的次数。单位赫兹（Hz）,1S,共50次,也就是说发电机每秒钟转50转,正弦量完整变化一周所需要的时间。单位秒,*电网频率：中国50Hz美国、日本60Hz,小常识,*有线通讯频率：300-5000Hz,*无线通讯频率：30kHz-3104MHz,角频率：单位时间内变化的弧度数。(相当于角速度）,角频率与周期及频率的关系：,周期与频率的关系：,0.02s,T,每秒50周,2,314弧度/秒,f,例1我国和大多数国家的电力标准频率是50Hz，试求其周期和角频率。,解,=2f=23.1450=314rad/s,1.周期T：变化一周所需的时间单位：秒，毫秒。,3.角频率：每秒变化的弧度单位：弧度/秒,2.频率f：每秒变化的次数单位：赫兹，千赫兹。,2.正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值,瞬时值是交流电某一时刻所对应的值。随时间不同而变化，是个变量。用小写字母i、u、e表示。,最大值是交流电的幅值。用大写字母加下标m表示。如Im、Um、Em。,有效值相同条件下，直流电与交流电对电阻加热产生的热量相等时，将这个直流电的数值，称为交流电的有效值。用大写字母表示。如I、U、E,Um,Um,t=t1,最大值,瞬时值,在效值,交流仪表测得的数字、电气设备铭牌上的额定值都指有效值。,311v,220v,150v,思考与练习,耐压为220V的电容器，能否用在180V的正弦交流电源上？,255V220V,不能用在180V正弦电源上！,1、,2、交流供电的优点是（1）_（2）_（3）_.,3、我国生活照明用电的电压是_，最大值为_频率f=_，周期T=_，角频率=_。,4、人们常说的交流电压220V、380V，指的是交流电压的_值,可以用变压器变压，便于远距离输电。,交流电机构造简单，造价低,可以整流，变成直流电,220V,311V,50HZ,0.02s,314rad/s,有效,5、画出正弦交流电的波形图，并在图上标出下列各交流电的相关量：T、f、U、Um、u,f=波形个数,瞬时值,最大值,在效值,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。,3、正弦量的相位、初相位和相位差,：t=0时的相位，称为初相位或初相角。,为正弦波的相位角或相位，表示了正弦量的变化进程。,图中,两个同频率正弦量间的相位差(初相差),两种正弦信号的相位关系,三相交流电路：三种电压初相位各差120。,t,（重点）正弦交流电的最大值反映了正弦交流电的变化范围。角频率反映了正弦交流电的变化快慢。初相位反映了正弦交流电的起始状态。因此把最大值、角频率、和初相位称为正弦交流电的三要素。,频率：,幅度：,初相位：,已知：,试求出电流的最大值、有效值、角频率、频率、周期、初相位？,解：,小结：同学们