电工电子技术基础与应用单元八课件

1、任务1认识正弦交流电任务2不同负载元件的单相交流电路任务1认识正弦交流电一、交流电的定义二、正弦交流电的产生三、正弦交流电的基本特征3.周期、频率、角频率4.相位、初相位、相位差四、单相交流电1.测量直流电和交流电电压2.测量频率为50Hz，幅值为6V的正弦交流电，并画出波形图一、选择题二、思考题任务1认识正弦交流电XXMB.TIF任务1认识正弦交流电RWYR.TIF任务1认识正弦交流电XGZS.TIF一、交流电的定义图8-1直流电和交流电的波形二、正弦交流电的产生图8-2正弦交流发电机示意图及正弦交流电动势波形图三、正弦交流电的基本特征1.瞬时值2.最大值(峰值或振幅)3.周期、频率、角频率

2、(1)周期(T)正弦交流电每重复变化一次所需的时间称为周期，即正弦交流电从零最大零负最大零这样循环变化一周所需的时间。(2)频率(f)交流电在1s的时间内重复变化的次数称为频率，单位是赫兹(Hz)。(3)角频率()正弦交流电在单位时间(1s)内变化的弧度数称为角频率。4.相位、初相位、相位差(1)相位()正弦交流电的变化是连续的，并没有肯定的起点和终点。(2)初相位()线圈刚开始转动瞬间(t=0)的相位称为初相位，简称初相。(3)相位差发电机上不同的线圈因机械位置不同，它们与中性面的夹角也不同，即电角度不同。图8-3正弦交流电的相位差a) u超前于ib) u滞后于ic)u、i同相位d) u与i

3、反相4.相位、初相位、相位差5.有效值四、单相交流电1)从三相交流电源(三相交流发电机或三相电网)中取一根相线(即火线L)和一根中性线N组成供电源。2)由单相交流发电机发电所得(如农村的家用微型水力发电机、小型柴油发电机等)。ZSTZ.TIFDSSJ.TIF1.通过动手实践，掌握万用表、示波器等设备的使用方法。2.通过示波器测量，理解交流电的三要素。四、单相交流电3.通过测量，理解交流电的定义，验证交流电有效值与最大值的关系U=0.707Um。四、单相交流电表8-1交流电基本要素的测量实验器材表序号名称规格数量备注1指针式万用表500型12数字万用表13双踪示波器14干电池15V15低频信号发

4、生器11.测量直流电和交流电电压(1)测量干电池(或信号发生器的直流信号)电压1)用指针式万用表测量。2)用数字万用表测量。(2)测量交流电电源电压1)用指针式万用表测量。2)用数字万用表测量。1.测量直流电和交流电电压表8-2直流、交流电压测量实验记录表(在相应的()中打)项目直流电交流电结论1.测量直流电和交流电电压表8-2直流、交流电压测量实验记录表(在相应的()中打)指针式万用表红表笔接正极(或相线)黑表笔接负极(或中性线)电压值：指针正偏()指针反偏()电压值：指针正偏()指针反偏()直流电：无极性()有极性()交流电：无极性()有极性()红表笔接负极(或中性线)黑表笔接正极(或相线

5、)电压值：指针正偏()指针反偏()电压值：指针正偏()指针反偏()数字万用表红表笔接正极(或相线)黑表笔接负极(或中性线)电压值：显示正值()显示负值()电压值：显示正值()显示负值()红表笔接负极(或中性线)黑表笔接正极(或相线)电压值：显示正值()显示负值()电压值：显示正值()显示负值()2.测量频率为50Hz，幅值为6V的正弦交流电，并画出波形图1)接通示波器电源，调整示波器扫描光迹。2)接通低频信号发生器电源，选择正弦波输出，调节输出正弦交流信号的频率和幅值分别为50Hz、6V。3)输入被测信号。4)观察示波器的波形，读取所测正弦交流电的峰-峰值Upp、幅值、周期，并将所测数值填入相

6、应表格中，画出波形图。5)数据处理。2.测量频率为50Hz，幅值为6V的正弦交流电，并画出波形图表8-3正弦交流电实验测量记录表测量项目幅度量程/div峰峰值格数峰峰值最大值有效值U时间量程/div1个波形周期格数周期T频率f50Hz、6V正弦交流信号2.测量频率为50Hz，幅值为6V的正弦交流电，并画出波形图SKYLX.TIF一、选择题1.测量交流电时，万用表的读数是()。2.若把直流耐压为220V的元件接在220V交流电路中使用，则()。二、思考题1.一台220V电风扇上有一个并接在电源上的电容器坏了，现把一个直流耐压为220V的电容器换接上去，是否能安全使用？为什么？如不能，则该选用耐压

7、多高的电容器？2.日本的生活用电参数为110V、60Hz。任务2不同负载元件的单相交流电路一、纯电阻电路1.电流与电压的关系(图8-4b)2.功率二、纯电感电路1.电流与电压的关系三、纯电容电路3.功率四、电阻与电感串联电路1.电流与电压的频率关系2.电流与电压的相位关系3.电流与电压的数量关系4.功率五、功率因数任务2不同负载元件的单相交流电路1.功率因数大小的影响因素2.提高功数因数的方法1.白炽灯泡与白炽灯泡串联电路2.白炽灯泡与镇流器串联电路3.荧光灯电路一、选择题二、思考题任务2不同负载元件的单相交流电路XXMB.TIF任务2不同负载元件的单相交流电路RWYR.TIF任务2不同负载元

8、件的单相交流电路XGZS.TIF一、纯电阻电路图8-4纯电阻电路及电压、电流、功率曲线图1.电流与电压的关系(图8-4b)1)电流与电压的频率相同。2)电流与电压的相位相同。3)电流与电压的数量关系仍然符合欧姆定律2.功率(1)瞬时功率电阻两端的电压和电阻中的电流都在不断变化，所以电阻消耗的功率也在不断变化。(2)平均功率(有功功率)通常用电阻在交流电一个周期内消耗的功率来表示功率的大小，叫做平均功率，又把平均功率叫做有功功率，以大写字母P表示，单位是瓦(W)。二、纯电感电路图8-5纯电感电路及电压、电流变化曲线、功率变化曲线图1.电流与电压的关系(1)电流与电压的相位关系当线圈接在交流电路中

9、时，线圈中将产生自感电动势来阻碍电流的变化，则线圈中的电流变化总滞后线圈两端的外加电压的变化，所以电流与电压间就有相位差。(2)电流与电压的频率关系纯电感电路中，电流与电压的频率相同，如图8-5b所示。(3)感抗感抗表示电感对交流电的阻碍作用，以XL表示，单位为。(4)电流与电压的数量关系1)电流最大值与电压最大值之间的关系为：2)电流有效值与电压有效值之间的关系为：2.功率(1)瞬时功率1.电流与电压的关系(2)有功功率P如图8-5c所示，在02区间p为正值，电感吸收功率；在/2区间p为负值，电感释放功率。(3)无功功率QL电感不消耗功率，为储能元件，与电源间进行能量的交换。三、纯电容电路图

10、8-6纯电容电路及电压、电流变化曲线、功率变化曲线图1.电容器充放电的特点1)电容器在储存和释放电荷(即充放电)的过程中，必然在电路中引起电流。2)电容器两端的电压是随着电荷的储存和释放而变化的。三、纯电容电路3)当电容器充电结束时，电容器两端虽然仍有直流电压，但电路中的电流为零，这说明电容器具有阻隔直流电的作用。2.电流与电压的关系(1)电流与电压的相位关系由于电容器两端的电压是随电荷的积累(即充电)而升高，随电荷的释放(即放电)而降低，因此电容器两端电压的变化总是滞后电流的变化。(2)电流与电压的频率关系纯电容电路中，电流与电压的频率相同，如图8-6b所示。(3)容抗电容器对交流电的阻碍作

11、用称为容抗，用XC表示。(4)电流与电压的数量关系纯电容电路中电压、电流和容抗三者的数量关系仍符合欧姆定律。3.功率(1)瞬时功率(2)有功功率P如图8-6c所示，在02区间p为负值，电容释放功率；在/2区间p为正值，电容吸收功率，并以电场能的形式储存起来。(3)无功功率瞬时功率的最大值被定义为纯电容电路的无功功率，用以表示电容器与电源交换能量的规模。四、电阻与电感串联电路图8-7RL串联电路4.功率(1)有功功率P(2)无功功率Q(3)视在功率2.提高功数因数的方法(1)并联电容补偿法在感性电路两端(一般在配电柜两端)并联适当容量的电容器。(2)提高自然功率因数合理选用电动机，不要用大容量的

12、电动机来带动小功率负载；尽量不空转电动机。ZSTZ.TIFDSSJ.TIF1.通过实践掌握简单电路的连接方法，熟悉相关仪表的使用。2.验证纯电阻电路及电阻电感串联电路中总电压与分电压的数量关系。2.提高功数因数的方法表8-4不同负载的交流电路测量实验器材表序号名称规格数量备注1白炽灯泡220V，25W12白炽灯泡220V，60W12.提高功数因数的方法表8-4不同负载的交流电路测量实验器材表序号名称规格数量备注3整流器220V，40W14万用表500型15交流电流表量程1A16熔断器220V，2A1配熔断器座7开关220V，5A18荧光灯管220V，30W1配灯架，辉光启动器9导线10m以上若

13、干10螺钉旋具等工具1套11单相插头220V，10A112单相插座220V，10A1接通单相交流电1.白炽灯泡与白炽灯泡串联电路1)将熔断器、开关、25W白炽灯泡、60W白炽灯泡、电流表、插头等按图8-8所示用导线连接好。图8-8白炽灯泡与白炽灯泡串联电路1.白炽灯泡与白炽灯泡串联电路2)经指导老师检查正确无误后，将插头插进插座，闭合开关。3)将万用表打到交流500V挡(500V)，用红黑表笔分别测量单个白炽灯泡的端电压U25W、U60W，及两个白炽灯泡两端的总电压U总，并将测量数据填入表8-5。4)将单个白炽灯泡的端电压相加：U=U25W+U60W。1.白炽灯泡与白炽灯泡串联电路表8-5白炽

14、灯泡与白炽灯泡串联电路实验记录表项目U=+比较数据U1.白炽灯泡与白炽灯泡串联电路图8-9白炽灯泡与镇流器串联电路白炽灯泡串联电路属于纯电阻电路、纯电感电路、纯电容电路、1.白炽灯泡与白炽灯泡串联电路电阻电感串联电路、电阻串联电路中的哪一类？此类型的交流电路中，各元件的端电压有效值能否代数相加？2.白炽灯泡与镇流器串联电路1)将熔断器、开关、60W白炽灯泡、镇流器、电流表、插头等按图8-9所示用导线连接好。2)经指导老师检查正确无误后，将插头插进插座，闭合开关。3)将万用表打到交流500V挡(500V)，用红黑表笔分别测量白炽灯泡的端电压U60W、镇流器的端电压U镇、白炽灯泡与镇流器两端的总电

15、压U总，并将测量数据填入表8-6。4)将白炽灯泡的端电压与镇流器的端电压相加：U=U镇+U60W。2.白炽灯泡与镇流器串联电路表8-6白炽灯泡与镇流器串联电路实验记录表项目U=+比较数据U2.白炽灯泡与镇流器串联电路白炽灯泡与镇流器串联电路属于纯电阻电路、纯电感电路、纯电容电路、电阻电感串联电路、电阻串联电路中的哪一类？图8-10荧光灯电路2.白炽灯泡与镇流器串联电路此类型的交流电路中，各元件的端电压能否直接相加？总电压与元件的分电压之间符合什么数学关系？3.荧光灯电路1)将熔断器、开关、镇流器、荧光灯管、电流表、插头按图8-10所示用导线连接好。2)经指导老师检查正确无误后，将插头插进插座，

16、闭合开关。3)将万用表打到交流500V挡(500V)，用红黑表笔分别测量镇流器的端电压U镇、荧光灯管两端的电压U灯、镇流器与灯管两端的总电压U总，并将测量数据填入表8-7。4)将镇流器的端电压与的荧光灯管端电压相加U=U镇+U灯。3.荧光灯电路表8-7荧光灯电路实验记录表项目U=+比较数据U3.荧光灯电路荧光灯电路属于纯电阻电路、纯电感电路、纯电容电路、电阻电感串联电路、电阻串联电路中的哪一类？此类型的交流电路中，各元件的端电压能否直接相加？总电压与元件的分电压之间符合什么数学关系？SKYLX.TIF一、选择题1.在纯电阻电路中，下列哪些等式正确？(2.在纯电感电路中，下列哪些等式正确？(3.

17、纯电容电路中，下列哪些等式正确？(4.在纯电阻电路中，电流与电压的相位()。5.在纯电感电路中，电流与电压的相位()。6.在纯电容电路中，电流与电压的相位()。7.在纯电阻电路中，电流与电压的频率()。8.在纯电感电路中，电流与电压的频率()。9.在纯电容电路中，电流与电压的频率()。10.将110V、40W和110V、100W的两只白炽灯泡串联接在220V电源上使用，则一、选择题11.在感抗XL=25的纯电感两端加上正弦交流电u=100sin(100t+/3)，则通过电感的电流瞬时值为()A。12.在容抗XL=25的纯电感两端加上正弦交流电u=100sin，则通过电容的电流瞬时值为()A。13.