电工电子技术高职学习资料.ppt

书名 电工电子技术第2版ISBN 978 7 111 36601 0作者 储克森出版社 机械工业出版社本书配有电子课件 第二章正弦交流电路 1 第一节正弦交流电路的基本概念 2 第二节正弦量的相量表示法 3 第三节R L C正弦交流电路 第四节R L串联电路第五节R L C串联电路 5 第六节正弦交流电路和功率 功率因数 6 第七节三相交流电路 7 第二章小结 习题课 8 实验 4 一 正弦交流电的产生 第一节正弦交流电路的基本概念 交流发电机产生 图2 2正弦交流电压的波形 电角频率 磁极对数 电角 机械角 图2 3两对磁极情况下电压波形 二 正弦交流电的 三要素 1 周期和频率周期T交流电的某一值重复出现的最短时间频率f每秒钟变化的周期数频率和周期互为倒数关系周期的单位是秒 s 频率的单位是赫 Hz 由电角频率的定义式不难导出 角频率的单位是弧度 秒 rad s 图2 4正弦交流电压的周期 2 正弦交流电的最大值正弦量在一个周期的变化过程中出现的最大瞬时值 也称 幅值 Um Im分别表示电压 电流的 最大值 3 正弦交流电的相位角 1 初相角正弦量由负变正的那个零点到计时开始所经过的电角度 简称 初相角 如图2 5所示 t 称为正弦量的相位角初相角是t 0瞬间的相位角 图2 5正弦电压的初相角波形 2 同频率正弦量的相位差两个同频率正弦量的相位之差称为相位差 超前和滞后就可以说超前角 或说滞后角 同相 反相和正交 例2 1 已知 图2 7正弦电压的相位差 I1 I2 I3 三 正弦交流电的有效值和平均值1 有效值的概念根据正弦电流和直流电的热效应相等来规定的 2 交流电有效值的计算3 交流电的平均值 小结 一 正弦交流电的表达式二 正弦交流电的波形图三 正弦交流电的三要素四 同频率正弦量的相位差五 正弦交流电的有效值作业 P662 3 2 6 正弦交流电的表达式 正弦交流电的 三要素 T f Um Im 正弦交流电的有效值 f 50HZ 314 rad s 第二节正弦量的相量表示法 一 复数简介1 复数的表达形式 1 代数形式A a jb 图2 9复数的矢量表示 矢量的长短 表示复数的 大小 称为复数的 模数 2 极坐标形式 是矢量的方向角 称为复数的 辐角 则代数形式中 则极坐标形式中 已知代数形式 A a jb 复数的代数形式与极坐标形式之间的转换关系 已知极坐标形式 2 复数的四则运算 1 加法将复数化成代数形式 实部与实部相加 虚部与虚部相加 例2 4 2 减法将复数化成代数形式 实部与实部相减 虚部与虚部相减 例2 5 3 乘法将复数化成极坐标形式 然后将相乘的复数 模相乘 角相加 例2 6 4 除法把复数化成极坐标形式 然后相除的两个复数 模相除 角相减 例2 7 二 正弦量的复数表示法 相量法 1 相量法 1 电流的有效值对应复数的模数 2 电流的初相角对应复数的幅角如 图2 10正弦电流的极坐标形式 作为已知量 这样正弦电流可写成复数形式 2 相量图同频率的正弦量化成复数 相量 后 可以画在同一幅相量图中 u i 图2 11与的相量图 已知 相量 写出正弦量瞬时值表达式 V A 已知正弦量瞬时值表达式写出其 相量 10 30 V 100 50 V 120 A 2 10 A 120 V 150 106 A 3 参考向量在利用 相量 进行正弦电路的计算时 为了方便 常选定其中一个正弦量的初相角为零 称为 参考相量 小结 一 正弦量的复数表示法 相量法 二 相量图三 正弦量的计算 练习P66 2 7 2 8 作业 P662 9 第三节R L C正弦交流电路 一 纯电阻正弦交流电路1 电阻元件上正弦电流与电压关系 图2 13电阻中电压与电流的波形图和相量图 0 0 R 2 电阻元件上的功率 1 瞬时功率 p 2 有功功率 P 图2 14电阻元件的瞬时功率波形图 有功功率P的单位和直流功率一样也是瓦 W 或千瓦 kW 第三节R L C正弦交流电路 一 纯电阻正弦交流电路 1 电阻元件上正弦电流与电压关系 0 0 R 2 电阻元件上的功率 1 瞬时功率 p 2 有功功率 P 有功功率P的单位和直流功率一样也是瓦 W 或千瓦 kW 图2 14电阻元件的瞬时功率波形图 L 自感系数 电感 单位 亨 H L反映线圈在通过电流后产生磁通的能力 表明线圈电工特性的物理量 根据电磁感应定律 交变电流通过电感L时 电感元件电流与电压的关系为 电感元件图形符号 二 纯电感正弦交流电路 1 电感元件 取正弦电流为参考量 即则令则XL称为 感抗 单位是欧 图2 15电感元件电压 电流波形图及相量图 2 电感元件上正弦电流与正弦电压的关系 通过上述分析 结论是 1 电感元件上正弦电流和电压瞬时值的关系是微分关系 即遵守电磁感应定律 2 引入感抗 XL 后 正弦电流 电压的最大值 有效值 具有欧姆定律形式 3 电流和电压相量之间的关系也具有欧姆定律形式 jXL为感抗XL的复数形式 4 电感元件上 电压 电流是同频率的正弦量 且电压相量超前电流相量 2 电感上电流与电压的关系相量表示 90 0 则 90 j 或 3 电感元件上的功率 1 瞬时功率 p 2 有功功率 P 3 无功功率 Q 单位 乏 var 1 电容元件电容器不考虑内部损耗等 就可抽象为电容元件电容元件上电流和电压的关系2 电容元件上正弦电压与正弦电流关系 三 纯电容正弦交流电路 图2 17电容元件电压 电流波形图及相量图 则 令 XC称为 容抗 单位欧 电流 电压都用相量表示 90 0 通过上述分析 结论是 P43 3 电容元件上的功率 1 瞬时功率 2 有功功率 3 无功功率