汽车电工与电子技术基础-正弦交流电路-课件

书名：汽车电工与电子技术基础ISBN：978-7-111-30256-8作者：冯渊出版社：机械工业出版社本书配有电子课件汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件1ppt课件2.1电容器和电感线圈2.2正弦交流电及其相量表示2.3电阻电感电容在交流电路中的特性2.4RLC串连电路2.5感性负载与电容的并联电路

——功率因数的提高2.6三相交流电路第二章正弦交流电路汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件2ppt课件本章要点1.电容器和电感线圈的基本特性及应用常识。2.正弦交流电的有效值、角频率、相位与相位差的概念。3.R、L、C单一元件上，正弦电流与电压约束关系。4.分析和计算简单正弦交流电路，理解改善功率因数的意义。5.三相电源与负载的联结方法，能进行一般的分析计算。第二章正弦交流电路汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件3ppt课件2.1电容器和电感线圈一、电容器1.电容器的基本特性定义电容为电容器是用来储存电荷的装置电荷，库仑电压，伏特电容，法拉图形符号汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件4ppt课件2.电容器的种类汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件5ppt课件3.电容器的主要参数标称容量

耐压

汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件6ppt课件4.电容器的串联和并联

串联

特性：1）每个电容器上的电荷量相等

2）总电压等于各电容器电压之和

3）等效电容倒数为各电容倒数和。

4）各电容器分得的电压与其电容量成反比

汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件7ppt课件4.电容器的串联和并联

特性：1）每个电容器上的电压相等2）总电荷等于各电容器电荷之和3）等效电容为各电容之和。

并联汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件8ppt课件5.电容器的充电和放电充电和放电电路充电曲线放电曲线汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件9ppt课件汽车电容式闪光器电路

汽车电工与电子技术基础高职高专ppt课件10ppt课件二、电感线圈1.电感线圈的基本特性磁链电流电感，亨图形符号定义线圈电感为-u+iNψL=NL11ppt课件2.电感线圈的电压和电流关系12ppt课件2.2正弦交流电流及其相量表示一、正弦交流电的三要素

：

电流幅值（最大值）：

角频率（弧度/秒）：

初相三要素i13ppt课件1.最大值与有效值有效值与最大值的关系为

有效值可以代替最大值作为正弦交流电的三要素之一。我们平时所说的交流电的大小和交流电压表、电流表的读数等，都是指有效值。14ppt课件2．频率与周期

▪周期

T：变化一周所需的时间

单位：秒(s)…▪角频率

ω：每秒变化的弧度

单位：弧度/秒(rad/s)▪频率

f：每秒变化的次数

单位：赫兹(Hz)...iT几种描述：三者间的关系:15ppt课件3.相位与初相

▪初相位：t

=0时的相位，称为初相位▪相位：正弦波的16ppt课件4.相位差

▪相位差：两个同频率

正弦量间的初相位之差。

t如：17ppt课件两个正弦信号的相位关系波形图▪若称u超前i角；

▪若称u滞后i角；

u,iouitwu,iouitw18ppt课件两个正弦信号的相位关系波形图▪若称u与i同相；

▪若称u与i反相；

u,iouitwu,iouitw19ppt课件波形图▪若称u

与i

正交。两个正弦信号的相位关系u,iouitw20ppt课件二、正弦交流电的相量表示▪解析式因前两种不便于运算，所以引出相量表示法。▪波形图i▪相量重点21ppt课件有效值相量，

相量符号包含幅度与相位信息。

所谓相量表示法就是用模值等于正弦量的最大值（或有效值），辐角等于正弦量的初相的复数对应地表示相应的正弦量。＋1＋j幅值相量，相量图22ppt课件▪相量图将同频率正弦量的相量画在复平面上

所得的图叫做相量图。例试写出下列正弦量的相量并作出相量图。相量图

0解：23ppt课件2.3RLC在交流电路中的特性一、电阻元件1.电压与电流关系i+u

-uiuti0相量图电阻元件的关联参考方向、波形图和相量图

有效值关系：U=RI

相位关系：相位相同相量24ppt课件2.电路的功率和能量转换

▪瞬时功率▪平均功率ppiutu,i0PP

=UIPm=UmIm25ppt课件二、电感元件1.电压与电流关系有效值关系：XL:感抗，单位Ω相位关系：电压超前电流90°相量关系式：26ppt课件2.电路的功率和能量转换

▪瞬时功率▪平均功率ipputu,i0++--

QL▪无功功率无功功率单位乏尔（Var）27ppt课件三、电容元件1.电压与电流关系有效值关系：相位关系：电流超前电压90°相量关系式：或XC:容抗，单位Ω28ppt课件2.电路的功率和能量转换

▪瞬时功率▪平均功率▪无功功率无功功率单位乏尔（Var）ipputu,i++--

QC29ppt课件2.4RLC串联电路一、电压与电流关系uRLCi相量关系式：复阻抗：电抗

电阻阻抗的单位为欧姆（）30ppt课件因此：复阻抗：阻抗的模：电路总电压和总电流有效值之比阻抗角：总电压和总电流的相位差。相量形式的欧姆定律阻抗三角形31ppt课件电路的性质当XL>XC时，>0

表示u

超前i

－－电路呈感性当XL<XC时，<0

表示u

滞后i

－－电路呈容性当XL=XC时，=0

表示u

、i

同相－－电路呈纯阻性（谐振）阻抗角一定时，电路性质由参数决定32ppt课件二、RLC串连电路的功率▪平均功率总电压总电流u与i

的相位差或该电路的阻抗角-----功率因数33ppt课件二、RLC串连电路的功率▪无功功率▪视在功率(单位：VA)

视在功率也称功率容量，交流电气设备是按照规定了的额定电压UN和额定电流IN来设计使用的。变压器的容量就是以额定电压和额定电流的乘积来表示的即SN=UNIN。QPSj功率三角形34ppt课件三、串连谐振uRLCi

当X=XL-XC=0时,电路相当于“纯电阻”电路,其总电压U和总电流I同相。电路出现的这种现象称为“谐振”。

35ppt课件uRLCi▪谐振条件：感抗=容抗

▪谐振频率：谐振角频率谐振频率36ppt课件▪谐振特性1.电路呈电阻性，电路电压与电流同相

2.电路阻抗的模最小，电流达到最大值

3.谐振时，电感和电容两端的电压大小相等，相位相反，互相抵消，对整个电路不起作用。

37ppt课件2.5功率因数的提高一、提高功率因数的意义▪电源设备的容量不能得到充分的利用▪增加了线路上的功率损耗和电压降二、提高功率因数的方法

提高功率因数，常用的方法是与感性负载并联电容器。38ppt课件+

-RLC并联电容C的计算公式

39ppt课件2.6三相交流电路一、三相电动势的产生•••U1U2V2W1V1SN转子定子三相交流电的产生三个绕组空间位置互隔120°W2U1U2V1V2W1W2相头相尾定子中的三个绕组：每个绕组的感应电压相当于一个单相电源U1U2V1V2W1W240ppt课件

三相交流发电机产生三个频率相同，幅值相等，对于选定的参考方向相位依次相差120°的一组正弦电压---对称三相电动势。瞬时式相量式Em

ωt0120º120º120º41ppt课件

从计时起点开始三相交流电依次出现正幅值（或零值）的顺序称为相序。正序：U—V—W—U，反序：U—W—V—U，对称三相电动势的瞬时值之和或相量之和为零▪相序42ppt课件二、三相电源的联结1.三相电源星形（Y）联结

将三个绕组末端接在一起，从始端引出三根导线，这种联结方法称为星形联结。

星形联结简化图端线端线端线相线43ppt课件星形联结下的两组电压▪相电压：相线与中线间的电压，u1，u2，u3。▪线电压：端线与端线间的电压，u12，u23，u31。44ppt课件星形联结下的两组电压▪线电压与相电压的关系有效值关系：相位关系：线电压超前相电压30°45ppt课件二、三相电源的联结2.三相电源三角形（△

）联结

将三个绕组首尾相连并引出三根导线，这种联结方法称为三角形联结。

三角形联结注意：三角形联结下只能提供一组线电压46ppt课件三、三相电源和负载的联结1.三相负载的星形（Y）联结

▪负载相电压：uU，uV，uW▪负载相电流：iU，iV，iW负载相电流等于线电流47ppt课件▪中线电流：iN负载对称时，中线电流为零，此时，取消中线不会影响各相负载工作。

注意：在三相不对称负载作星形联结时，各相负载经过中线构成独立回路，负载可以在额定电压下正常工作。而中线一旦断开，各相负载电压将不再对称，负载可能损坏或不能正常工作。因此，中线不允许接熔丝和开关以确保中线不断，构成三相四线制。48ppt课件三、三相电源和负载的联结2.三相负载的三角形（△

）联结

▪负载相电压等于线电压▪负载相电流：iUV，iVW，iWU相电流与线电流的关系：49ppt课件

三相对称负载作三角形（△

）联结时，线电流是相电流的倍

50ppt课件四、三相电功率当负载对称时，三相总功率为为相电压与相电流之间的相位差或负载的阻抗角或同理可得出对称三相电路无功功率及视在功率注:因为线电压及线电流容易测得，而且三相设备铭牌标的也是线电压和线电流。所以功率多由线电压和线电流算得。51ppt课件例：三相交流异步电动机每相阻抗为10Ω，额定相电压为380V，功率因数为0.6。电源的线电压为380V。分别计算电动机接成星形和三角形时的线电流和功率。（2）电动机正常工作时，应采用哪种接法？52ppt课件解：电动机接成星形时