单相交流电路.doc

幻灯片1单相交流电路1交流电的基本概念4幻灯片21 交流电的基本概念l 一、什么是交流电l 稳恒直流电：日常使用的电池、蓄电池等电源的输出电压大小和方向都不随时间而变化，称为稳恒直流电。 幻灯片3l 正弦交流电：家用电源的电压大小和方向按正弦规律变化，称为正弦交流电。图3-1（b）正弦交流电幻灯片4l 除了正弦交流电之外还有锯齿波交流电、方形交流电等交流电图3-1（c）电视机显像管的锯齿偏转电流图3-1（d）计算机中的方波电压信号幻灯片5l 交流电与直流电的根本区别是：直流电的电压和电流方向不随时间的变化而变化，交流电的电压或电流方向则随时间的变化而变化。幻灯片6二、交流电的产生 交流电可由交流发电机产生正弦交流电动势解析式：感应电动势最大值：t=0时，e=0t=90时，e=Emt=180时，e=0t=270时，e=-Em幻灯片7l 若从线圈平面与中性面成一夹角开始计时，则幻灯片8三、正弦交流电的周期、频率和角频率l 正弦交流电动势的解析式：l 正弦交流电的波形：幻灯片9l 1、周期：交流电每重复变化一次所需的时间。用T表示，单位：秒(s)，上图中周期为0.02s。l 2、频率：即交流电在1秒钟内重复变化的次数。用f表示，单位：赫兹(Hz)。l 周期与频率互为倒数关系：幻灯片10l 3、角频率：正弦交流电每秒钟内变化的角度。单位为弧度每秒(rad/s)幻灯片11小 常 识* 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 - 3104 MHz幻灯片12四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值l 1、最大值：正弦交流电在一个周期内所能达到的最大瞬时值。Em表示电动势的最大值；Im表示电流的最大值l 2、有效值：正弦交流电和直流电分别加在相同的电阻上，如果热效应相等，则此直流电的大小就叫做相应交流电的有效值，用大写字母表示。幻灯片13 正弦交流电有效值与最大值的关系：l 3、平均值：取半个周期的平均值为正弦交流电的平均值。l 正弦交流电平均值与最大值的关系：l 有效值与平均值的关系：幻灯片14五、正弦交流电的相位与相位差l 1、相位l 交流电动势 中 ：l 相位角是 ，也称为相位或相角；l 初相位是 ，即t=0时的相位角，也叫初相或初相位et幻灯片15l 2、相位差：两个同频率正弦量间的相位差（初相差）幻灯片16l 最大值反映了正弦交流电的变化范围；l 角频率反映了正弦交流电的变化快慢；l 初相位反映了正弦交流电的起始状态。l 这三个物理量可以唯一确定一个交流电，即正弦交流电的三要素。幻灯片172 正弦交流电的相量图表示法正弦电动势yeBbAatOO幻灯片18l 该矢量t时刻在纵轴上的投影等于正弦量的瞬时值el 该矢量t时刻与横轴的夹角为l 相量：表示最大值相量表示有效值相量，相量长度为有效值l 注 意:l 同一相量图上的正弦交流电的频率必须相同；l 同一相量图中相同单位的相量应按比例画出；l 任意两个同频率正弦量的和或差可用平行四边形法则求。幻灯片19l 一个正弦量的相量图、波形图、解析式是正弦量的几种不同的表示方法，它们有一一对应的关系，但在数学上并不相等，不能写成这样： 幻灯片203 纯电阻电路l 交流电路中如果只考虑电阻的作用，这种电路称为纯电阻电路。l 在这些电路中，当外电压一定时，影响电流大小的主要因素是电阻R。幻灯片21l 一、电流与电压的相位关系l 设加在电阻两端的电压为l 在任一瞬间通过电阻的电流i仍可用欧姆定律计算，即：幻灯片22l 上式表明，在正弦电压的作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦交流电流，且与加在电阻两端的电压同相位。幻灯片23l 通过电阻的最大电流l 通过电阻电流的有效值l 在纯电阻电路中，电流与电压的瞬时值、最大值、有效值都符合欧姆定律。幻灯片24l 三、功率l 任一瞬间，电阻中电流瞬时值与同一瞬间的电阻两端电压的瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功率，用PR表示，即：l 电流和电压同相，所以P在任一瞬间的数值都大于或等于零，这说明电阻是一种耗能元件。幻灯片25l 平均功率：电阻在交流电一个周期内消耗的功率的平均值。也称为有功功率。l 用P表示，单位是W。幻灯片26l 例5-3 已知某白炽灯的额定参数220V/100W，其两端所加电压为l 试求