电工技术4RLC元件的正弦交流电路.ppt

1.频率相同,2.相位相同,3.有效值关系：,电阻电路中电流、电压的关系,电阻电路中的功率,1.瞬时功率p：瞬时电压与瞬时电流的乘积,小写,2.平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值,大写,基本关系式：,3-4.2电感元件的交流电路,电感电路中电流、电压的关系,设：,3.有效值,则：,4.相量关系,设：,电感电路中欧姆定律的相量形式,其中含有幅度和相位信息,？,感抗（XL=L）是频率的函数，表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。,关于感抗的讨论,电感电路中的功率,1.瞬时功率p：,储存能量,释放能量,可逆的能量转换过程,2.平均功率P（有功功率）,结论：纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐）。,3.无功功率Q,Q的单位：乏、千乏(var、kvar),Q的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。,基本关系式:,设：,则：,3-4.3电容元件的交流电路,1.频率相同,2.相位相差90（u落后i90）,电容电路中电流、电压的关系,则：,I,4.相量关系,设：,则：,电容电路中欧姆定律的相量形式,其中含有幅度和相位信息,关于容抗的讨论,C断路,电容电路中的功率,1.瞬时功率p,i,u,t,2.平均功率P,瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）,3.无功功率Q,（电容性无功取负值）,例,求电容电路中的电流,瞬时值,i领先于u90,电流有效值,相量图,1.单一参数电路中的基本关系,小结,在正弦交流电路中，若正弦量用相量表示，电路参数用复数阻抗（)表示，则直流电路中介绍的基本定律、公式、分析方法都能用。,2.单一参数电路中复数形式的欧姆定律,*电压、电流瞬时值的关系符合欧姆定律、克氏定律。,3.简单正弦交流电路的关系(以R-L电路为例）,*电流、电压相量符合相量形式的欧姆定律、克氏定律,R,L,在电阻电路中：,正误判断,在电感电路中：,正误判断,若,则,电流、电压的关系：,（一）,3-5.1R-L-C串联交流电路,3-5R-L-C串、并联交流电路,总电压与总电流的关系式,相量方程式：,则,相量模型,R-L-C串联交流电路-相量图,先画出参考相量,相量表达式：,电压三角形,令,则,R-L-C串联交流电路中的复数形式欧姆定律,在正弦交流电路中，只要物理量用相量表示,元件参数用复数阻抗表示，则电路方程式的形式与直流电路相似。,说明：,关于复数阻抗Z的讨论,结论：的模为电路总电压和总电流有效值之比，而的幅角则为总电压和总电流的相位差。,（二）,（）Z和电路性质的关系,假设R、L、C已定，电路性质能否确定？（阻性？感性？容性？）,不能！与频率有关,（）阻抗（Z）三角形,阻抗三角形,（）阻抗三角形和电压三角形的关系,（三）R、L、C串联电路中的功率计算,1.瞬时功率,2.平均功率P（有功功率）,总电压,总电流,u与i的夹角,平均功率P与总电压U、总电流I间的关系：,其中：,在R、L、C串联的电路中，储能元件R、L、C虽然不消耗能量，但存在能量吞吐，吞吐的规模用无功功率来表示。其大小为：,3.无功功率Q：,单位：伏安、千伏安,注：SUI用来衡量发电机可能提供的最大功率（额定电压额定电流）,视在功率,5.功率三角形：,无功功率,有功功率,设i领先u，（电容性电路）,R、L、C串联电路中的功率关系,正误判断,因为交流物理量除有效值外还有相位。,？,在R-L-C串联电路中,？,正误判断,正误判断,在正弦交流电路中,？,？,？,？,？,正误判断,在R-L-C串联电路中，假设,？,？,？,正误判断,在R-L-C串联电路中，假设,？,？,？,？,3-5.2R-L-C并联交流电路,（一）简单串并联电路,3-6复阻抗电路,Y1、Y2-导纳,1、据原电路图画出相量模型图（电路结构不变）,2、根据相量模型列出相量方程式或画相量图,（二）一般正弦交流电路的解题步骤,3、用复数符号法或相量图求解,4、将结果变换成要求的形式,解题方法有两种：,1.利用复数进行相量运算,2.利用相量图求结果,已知：I1=10A、UAB=100V，,则：,求：A、UO的读数,求：A、UO的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,设：,、领先90,I=10A、UO=141V,求：A、UO的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,求：各支路电流的大小,相量模型,原始电路,已知