《电工基础》第5章 正弦交流电路ppt课件

5张正弦交流电路，5-1交流的基本概念5-2正弦交流的显示方法5-3单参数的交流路径5-4LC谐振电路，5-1交流的基本概念，大小和方向随时定期变化的电流和电压分别被称为交流电流和交变电压。交流分为正弦交流和非正弦交流。即可从workspace页面中移除物件。根据正弦ac的正弦规则改变大小和方向的电压或电流。a)正弦AC b)矩形波c)三角波，1，交流电生成，正弦AC由正弦AC发电机生成，如最常用的汽车发电机。在线圈由原始同步(例如涡轮或涡轮)驱动时，线圈切断磁力线，从而产生线圈变为正弦定律的交流，如图所示。当线圈平面在极中性面上开始计时时，整个线圈产生的感应电动势是Em感应电动势的最大值。常识是正弦交流电动势的瞬间值表达式，也称为分析公式。如果从线圈平面和极中性平面之间的角度测量时间，则修饰符的原因是正弦交流的大小和方向随着时间的推移比正弦曲线复杂得多。因此，必须从交流的速度、范围和开始时间三个方面完整描述正弦交流。1 .周期正弦量更改一次所需的时间，称为周期，以t表示，单位为秒(s)。周期中常用的单位为1 s=103 ms=106 s，2，正弦交流电波动较慢的毫秒(ms)和微秒(s)，2。频率正弦每秒的波动次数称为频率，以赫兹(Hz)为单位。可见周期和频率具有倒数，通常是千赫(kHz)和兆赫(MHz)，它们之间的关系是1 MHz=103 khz=106 Hz，3 .每个频率都是一秒钟内交流交替的电气角度，称为正弦交流的每个频率，以弧度/秒(rad/s)为单位，以字母表示。每个频率、周期、频率之间的关系在我们的电力标准中，AC的频率是50Hz(在美国、日本等地使用60Hz)，此频率在业界广泛使用，习惯上也称为“电力频率”。3，正弦交流电的波动范围，最大：正弦交流电在一个周期内可以达到的最大瞬时值，峰值，振幅。以大写字母表示下标m，例如Em、Um、Im。2.有效值：添加到相同阻力并在相同时间内生成与AC的作用相同的列的DC的大小。以大写字母表示，例如e、u、I。正弦AC的有效值和最大值的关系如下：有效值=最大值 0.707最大值、有效值定义AC的通过电阻在周期时间内产生的热量，以及DC通过电阻在周期时间内产生相同热量的值。此DC的值称为AC的有效值。通常，电压级别、电流大小或电气产品中显示的电压(或电流)是有效值。平均值：如果正弦度量取一个时段，则平均值为零，因此半个时段的平均值是正弦的平均值。正弦电动势、电压和电流的平均值分别由Ep、Up和Ip符号表示。3 .平均正弦AC半波平均值由正弦AC半波和横轴包围的面积和半周期长度的正方形变形时，可以理解矩形的宽度是平均值。在使用数字万用表测量正弦交流电压时，选择交流齿轮。电压的有效值测量。如果不小心使用了DC块，则显示为零。0表示直流块测量，使用数字万用表测量直流电压时，选择直流齿轮。测量结果是电压平均值。如果不小心使用了交流齿轮，则显示为零。使用交流齿轮堆叠电池0，1 .拓朴反映AC变更程序，此角度称为正弦AC的拓朴(或拓朴角度)。如果T=0，则拓扑称为初始阶段。初始阶段可以是正值或负值。，4，正弦AC的开始时间，2 .相位差比较了在变化过程中两个相同频率的正弦的相位关系和顺序，我们引入相位差概念的两个相同频率AC的相位差称为相位差符号，即两个相同频率AC的相位差等于它们的初始相位差。在双正弦拓扑关系的特殊情况下。正弦AC的最大值反映正弦的变化范围，每个频率反映正弦的变化较快的速度，初始相位反映正弦的开始状态。最大值、每个频率和初始相位称为正弦交流电的三个元素。5-2正弦AC的显示方法，正弦AC的显示方法有四种：分析、波形、呼机、复数。无论使用此方法还是描述AC的特性，它都表示AC的三个元素(最大、每个频率、初始相位)，这四种显示方法可以相互转换。使用正弦函数表示AC的方法称为瞬时表达式或分析表达式。例如，上述正弦交流电的电动势、电压和电流的分析公式分别为1，分析表示法，波形图是使用图像表示交流电的方法。绘制波形时，请注意以下两点：(1)横坐标是变量，单位是秒。将变量视为弧度/秒。(2)肖像为正角度，起点位于坐标原点的左侧。初始阶段为负角度，起点位于坐标原点的右侧。即可从workspace页面中移除物件。第二，波形显示，添加、减去正弦AC时，使用分析或波形图会很不方便。为此，介绍了正弦交流的相控图。3，相位图表示法，与y轴投影相对应的相位角度和电动势，拓扑图的一个方面表示正弦的大小和初始拓扑，而直观地表示每个正弦拓扑的前导和延迟情况。应用呼机图时，请注意以下三点：(1)在同一相量图上，相同单位的淡入度必须以相同的比例绘制。(2)通常，直角轴的正水平方向为参考方向，逆时针旋转的角度为正，相反为负。(3)用相量图表示正弦AC后，它们的加法、减法可以遵循平行四边形法则或三角形法则。具有5-3单参数的交流电路，仅包含电阻元件的交流电路称为纯电阻交流电路。例如白炽灯、电炉、电烙铁等，几乎可以看作是纯电阻电路。1，纯电阻电路，1，电流和电压的相位关系，实验证明，在电阻两端添加的电压在某一时刻通过电阻的电流I仍然使用电阻定律计算，即。顶板在正弦电压的作用下，电流也是相同频率的正弦交流电流，与电阻两端添加的电压相同的相位。电阻元素的电压、最大电流和有效值之间的数值关系为、2，电路的功率，在某一时刻，电阻电流的瞬时值与同一时刻电阻两端电压的瞬时值的乘积，以及被称为电阻获取的瞬时功率的PR。这意味着电流和电压相同，因此PR始终具有大于或等于0的值。这表明电阻是能耗组件。在纯电阻交流电路中，电阻消耗的瞬间功率的一个周期的平均值，称为平均功率，以PR表示，单位为w。公式由下而上表示，平均功率等于直流电路。2，纯电感电路，交流通过电感线圈时电感线圈自身电感电动势阻碍电流的变化。我们用电感的电抗，又名感应，符号XL来表示电感对电感的感应作用，单位是欧姆。1，诱导，理论和实验证明：电感电感的大小与添加的信号频率成正比，与线圈的电感成正比。因电感对交流的干扰，公式可以简单地概括为直流通过，交流切断。低频，高频屏蔽。因此，电感也称为低通系数。2，由电流与电压的关系、电阻极小的电感线圈组成的交流电路大致可以看作是纯电感电路。理论分析证明电压比电流早90，即电流比电压晚90。在纯电感交流电路中，电流与电压成正比，与感应成反比。也就是说，感应只是电压与电流最大值或有效值的比率，因为u和I的相位不同。电感元件的瞬时功率是电压瞬时值与电流瞬时值的乘积，即2，电路的功率，电感的瞬时功率是电压(或电流)的两倍频率关系，由此可见，正码比的变化。交流的第一、三个四分之一周期表示电压与电流方向相连接，瞬时功率为正值，电感已从电源吸收能量转换为磁场存储。交流的第二、第四个1/4周期说明，电压与电流方向不相关，瞬时功率为负，电感将磁场转换回电能。瞬时功率吸收的能量等于一个周期内释放的能量。也就是说，纯电感电路不消耗能量，是一种储能元件。通常使用瞬时功率的最大值来反映电感和电源之间的转换能量大小。称为无功功率的QL，单位名称未使用，符号为Var，无功功率计算为“无功”，而不是“无用功率”。“无功”一词的本质是指组件之间发生能量的相互转换，而原始本身没有消耗电力。3，纯电容器电路，交流通过电感线圈时，电感线圈自电感电动势阻碍电流的变化。我们把电感对交流的干扰作用称为电容的电抗，简称电容电阻，用符号XC表示，单位称为欧姆。1，容量电阻，理论和实验结果：电容电阻的大小与添加的信号频率成反比，与电容器的电容成反比。作为电容对交流的干扰因素，公式可以简单地概括为交流、直流阻断。高频，低频阻断。因此，电感也称为高通系数。2，电流与电压的关系，理论分析证明电流比电压早90以上，即电压比电流落后90。在纯电容交流电路中，电流与电压成正比，本体电阻只是电压与电流最大值或有效值的比率，而不是电压与电流瞬时值的比率，因为u和I的相位不同。电容分量的瞬时功率是电压瞬时值与电流瞬时值的乘积，即2，电路的功率，电感的瞬时功率是电压(或电流)的两倍频率关系，由此可见，正码比的变化。交流电的第一、第三个四分之一周期表示电压与电流方向相关联，瞬时功率为正值，静电可以从电源吸收能量转换为电场并存储。交流电的2，4分之1周期表明，电压与电流方向不连接，瞬时功率为负，而电容则可以将电场恢复为电力，并提供电源。瞬时功率吸收的能量等于一个周期内释放的能量。也就是说，纯电容器电路不消耗能量，是能量存储元件。通常使用瞬时功率的最大值来反映电感和电源之间的转换能量大小。称为无功功率，用SQL表示。不使用单位名称，符号为Var，其方程式为、5-4LC谐振电路，1 .电压三角形如图所示，RLC串行电路、正弦交流电压、这三个组件是电流，其电流与每个组件的电压参考方向相同。一、RLC串行电路、电流的分析公式为电阻、电感和电容两端的电压分别为、电路总电压的瞬时值等于每个组件的电压瞬时值之和。也就是说，使用电流作为基准相位来对RLC串行交流电路进行分页。a)、如所示，电路的总电压构成了每个分割电压和直角三角形。这个直角三角形称为电压三角形。总电压和分电压之间的关系是总电压和电流之间的相位差，2 .阻抗三角形通过将电压三角形的每一边同时除以电流，可以得到由阻抗、电阻和电抗组成的直角三角形。这称为阻抗三角形。常识称为电抗，是电感和电容共同作用的结果；这是被称为交流电路阻抗的电阻和电抗共同作用的结果。电抗和阻抗单位是欧姆()。称为阻抗三角形，阻抗角度。阻抗角度的大小由电路参数r、l、c和电源频率决定，这些参数决定电路的性质。(1)当时电压领先于电流角，电路感性。(2)当时电压滞环电流角，电路表现出电容性。(3)当时电压与电流相同，电路电阻最大，电路总阻抗最小，这种状态称为串联谐振。3 .电源三角形可以同时乘以电压三角形的各边和电流，得到由有效功率、无功功率和表观功率组成的直角三角形，这称为功率三角形。s称为交流电路的表面功率，功率表示供电给电源的总功率(包括有效功率和无功功率)，以伏特安培(VA)为单位。电源不表示电路消耗的功率，而是表示电源设备的容量。AC的有源电力p表示AC的无功q为、RLC串行电路的能耗组件电阻和储能组件电感和电容。因此，电源提供的总功率仅为部分电阻消耗(有效功率)，另一部分为电感和电容与电源交换(无功)。有效功率与表观功率的比率是功率因数，即。1 .谐振频率是在RLC串行电路中发生串行谐振时可以获得的谐振频率为2，在LC串行谐波电路中，当RLC串行电路中发生串行共振时，它具有以下几个特征：2 .质量系数RLC串行电路谐振时，电感等于电源电压的q倍电容器的电压大小，相位相反，其值等于电源电压的q倍，因此串行谐振也称为电压谐振。UL或UC到电源电压比率q通常称为质量因素，用表示。也就是说。q值越大，串联谐振时电感和电容器两端的电压越高，比电源(或信号源)电压大得多。在电子技术中，由于外部信号弱，与电压频率相同，但经常使用串行共振来获得多倍的电压，这是串行谐振的频率选择效果。3 .串行谐振的应用在无线技术中，经常利用谐振电路从很多电磁波中选择我们需要的信号。这个过程称为调谐。串联谐振电路仅适用于电源内部电阻小的情况，电源内部电阻大的情况下电路的质量系数小，频率选择特性恶化。这时要使用并联谐振电路。c，LC并行谐波电路，1 .如图所示，r添加到并行回路(图中电感的等效