轨道交通电工电子技术课件：荧光灯电路的安装与测试

荧光灯电路的安装与测试

电路在日常生产生活中，单相交流电应用十分广泛。家庭中的各种电器设备，如照明、空调、洗衣机、冰箱等，都需要单相交流电源供电。如何分析单相交流电路?本项目让我们一起来通过荧光灯电路的安装与测试来认识单相正弦交流电路，分析正弦交流电路中电压和电流之间的关系及功率问题，最后讨论功率因数提高和电路谐振等问题。一知识目标二三能力目标素养目标1.掌握正弦交流电路的基本概念、表示方法。2.掌握纯电阻、纯电感、纯电容电路电压、电流大小及相位关系。3.掌握简单交流电路的分析方法。4.熟悉简单交流电路的有功功率、无功功率、视在功率计算方法。5.熟悉荧光灯电路工作原理。6.掌握荧光灯的安装操作规程。7.理解谐振的概念。1.能分析简单交流电路，会计算电路中的电流、电压及其相位。2.掌握荧光灯的安装技术。3.掌握荧光灯的维修技术。4.会计算荧光灯电路的功率。5.掌握荧光灯电路功率因数提高的方法。1.培养认真钻研、积极思考的学习精神。2.培养利用电路原理，分析电路故障，进而解决电路故障的能力。3.培养按规范操作的安全意识与责任意识。任务1单相交流电路的认知

本任务我们首先来认识什么是交流电？什么又是正弦交流电？如何确定正弦交流电的瞬时表达式及相量表达式，为后续进一步分析计算正弦交流电做准备。4.1单相交流电路的认知支路电流法内容以支路电流为未知量，根据基尔霍夫电流定律和电压定律，列出与未知量数目相等的独立方程，进而求解各支路电流的方法，称支路电流法。4.1单相交流电路的认知支路电流法内容以支路电流为未知量，根据基尔霍夫电流定律和电压定律，列出与未知量数目相等的独立方程，进而求解各支路电流的方法，称支路电流法。4.1单相交流电路的认知支路电流法内容以支路电流为未知量，根据基尔霍夫电流定律和电压定律，列出与未知量数目相等的独立方程，进而求解各支路电流的方法，称支路电流法。4.1单相交流电路的认知一、什么是交流电交流电的方向则随时间的变化而变化。常见的几种电信号见图。（a）正弦交流电（b）锯齿波信号（c）方波信号4.1单相交流电路的认知二、交流电的产生交流电可以由交流发电机提供，也可由振荡器产生。交流发电机主要是提供电能，振荡器主要是产生各种交流信号。4.1单相交流电路的认知二、交流电的产生

4.1单相交流电路的认知三、正弦交流电三要素设正弦交流电流：角频率：决定正弦量变化快慢幅值：决定正弦量的大小幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。初相角：决定正弦量起始位置

Im

2TiO

4.1单相交流电路的认知三、正弦交流电三要素通常把最大值、角频率和初相位是正弦交流电的三要素。1.瞬时值、最大值和有效值瞬时值：把任意时刻正弦交流电的数值称为瞬时值，瞬时值用小写字母表示，如瞬时电动势用e表示，瞬时电压用u表示，瞬时电流用i表示。最大值：正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值，又称峰值、幅值。最大值用大写字母加下标m表示，如Em、Um、Im。有效值：加在同样阻值的电阻上，一个周期内产生与交流电作用下相等的热量的直流电的大小。有效值用大写字母表示，如E、U、I。4.1单相交流电路的认知三、正弦交流电三要素

4.1单相交流电路的认知三、正弦交流电三要素通常把最大值、角频率和初相位是正弦交流电的三要素。2.周期、频率与角频率周期(T):正弦交流电完成一次周期性变化所需要的时间，称为正弦交流电的周期，通常用字母T表示，国际单位是秒，符号为s。如图所示,T=0.02s4.1单相交流电路的认知三、正弦交流电三要素

4.1单相交流电路的认知三、正弦交流电三要素

4.1单相交流电路的认知三、正弦交流电三要素

4.1单相交流电路的认知三、正弦交流电三要素通常把最大值、角频率和初相位是正弦交流电的三要素。

3.正弦交流电的相位与相位差若𝝋=0时，波形如图

所示，称为e₁与e₂相位相同，简称同相。若𝝋=π时，波形如图所示，称为e₁与e₂相位相反，简称反相。若𝝋=π/2时，波形如图所示，称为e₁与e₂相位正交，简称正交。4.1单相交流电路的认知三、正弦交流电三要素

【例4-1-2】某正弦电压的最大值Um=310V,初相φu=300;某正弦电流的最大值Im=14.1A,初相φi=-600。它们的频率均为50Hz。（1）分别写出电压和电流的瞬时值表达式。（2）正弦电压和电流的相位差。解：4.1单相交流电路的认知4.1单相交流电路的认知四、正弦交流电的相量表示

一个正弦量可以用一个旋转的有向线段表示。有向线段的长度表示正弦量的幅值；有向线段(初始位置)与横轴的夹角表示正弦量的初相位;有向线段旋转的角速度表示正弦量的角频率。4.1单相交流电路的认知四、正弦交流电的相量表示

一个正弦量可以用旋转的有向线段表示。而有向线段可以用复数表示，因此正弦量可以用复数来表示。表示正弦量的复数称为相量。

幅角：正弦量的初相模：正弦量的大小4.1单相交流电路的认知四、正弦交流电的相量表示

设正弦量:电压有效值的相量相量表示:相量的模=正弦量的有效值

相量辐角=正弦量的初相角

相量的模=正弦量的最大值

相量辐角=正弦量的初相角

或：电压最大值的相量4.1单相交流电路的认知4.1单相交流电路的认知

把几个同频率正弦量的有向线段画在同一个复平面上就构成相量图，它可以形象地表示出各正弦量的大小和相位关系。2.加、减运算，可用平行四边形法则计算。

Xϕ2ϕ1

C

Xϕ2ϕ1

1.画法：有向线段长度表示相量的模，有向线段与横轴的夹角表示正弦量的初相位。ϕ4.1单相交流电路的认知四、正弦交流电的相量表示应用相量图时注意以下几点：(1)同一相量图中，各正弦交流电的频率应相同。(2)同一相量图中，相同单位的相量应按相同比例画出。(3)一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向，从原点出发，有几个正弦量就作出几条有向线段，它们与水平轴正方向的夹角分别为各自的初相角，逆时针转动的角度为正，反之为负。有时为了方便起见，也可在几个相量中任选其一作为参考相量，并省略直角坐标轴。(4)用相量表示正弦交流电后，它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。【例4-1-3】

已知正弦电压u1(t)=141sin(ωt+π/3)V，u2(t)=70.5sin(ωt-π/6)V，写出u1和u2的相量，并画出相量图。

解：∠∠4.1单相交流电路的认知

4.1单相交流电路的认知4.1单相交流电路的认知正弦交流量的四种表示方法想一想1.民用电属于交流电还是直流电？其电压大小是多少伏？如果不知道请你用万用表进行测量。2.你用万用表测量到的交流电的大小是其最大值还是有效值？3.正线交流量的四种表示方法优略？任务2单一元件交流电路的测试

电阻元件、电感元件和电容元件是交流电路的基本元件，严格地说，只包含单一参数的理想元件是不存在的。本任务我们先讨论仅有单一参数的交流电路，为研究实际的多参数交流电路打好理论基础。4.2单一元件交流电路的测试一、纯电阻电路

4.2单一元件交流电路的测试一、纯电阻电路

4.2单一元件交流电路的测试一、纯电阻电路1.电阻元件的电压和电流关系

4.2单一元件交流电路的测试一、纯电阻电路

4.2单一元件交流电路的测试

4.2单一元件交流电路的测试一、纯电阻电路

4.2单一元件交流电路的测试二、纯电感电路

4.2单一元件交流电路的测试二、纯电感电路

4.2单一元件交流电路的测试二、纯电感电路1.电感元件的电压和电流关系

4.2单一元件交流电路的测试二、纯电感电路

4.2单一元件交流电路的测试二、纯电感电路

4.2单一元件交流电路的测试二、纯电感电路

4.2单一元件交流电路的测试

4.2单一元件交流电路的测试三、纯电容电路

uiC+_4.2单一元件交流电路的测试三、纯电容电路

4.2单一元件交流电路的测试三、纯电容电路1.电容元件的电压和电流关系

4.2单一元件交流电路的测试三、纯电容电路

4.2单一元件交流电路的测试三、纯电容电路

4.2单一元件交流电路的测试三、纯电容电路

4.2单一元件交流电路的测试

想一想1.将电阻元件接到直流电路中体现的电阻是100Ω，那么接到交流电中，体现的电阻是多少？2.将电感元件接到直流电路中体现的电阻是多少欧姆？3.将电容元件接到直流电路中体现的电阻是多少欧姆？4.纯电感电路中，电压和电流的相位关系是什么？5.纯电容电路中，电压和电流的相位关系是什么？任务3荧光灯电路的分析与计算荧光灯（日光灯）发光效率高、使用寿命长、光色较好、经济省电，故也被广泛使用。同时日光灯电路的安装与故障检修，也已成为电工从业人员的基本技能。我们通过本任务的学习，可以了解和掌握日光灯电路的原理，同时会对日光灯电路进行功率计算，掌握提高日光灯电路功率因数的方法，理解谐振的概念。4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路1.RLC串联电路的电压与电流大小关系

4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路1.RLC串联电路的电压与电流大小关系

4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路1.RLC串联电路的电压与电流大小关系

4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路1.RLC串联电路的电压与电流大小关系

4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路2.RLC串联电路的电压与电流相位关系

4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路3.RLC串联电路性质的判断

4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路

3.RLC串联电路性质的判断4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路

3.RLC串联电路性质的判断4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路4.RLC串联电路的电压与电流相量关系式

4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路5.RLC串联电路的功率

4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路5.RLC串联电路的功率

4.3荧光灯电路的分析与计算一、电阻、电感、电容串联电路5.RLC串联电路的功率

4.3荧光灯电路的分析与计算

4.3荧光灯电路的分析与计算4.3荧光灯电路的分析与计算二、电阻、电感与电容并联电路1.RL与C并联电路的电压与电流关系

4.3荧光灯电路的分析与计算二、电阻、电感与电容并联电路1.RL与C并联电路的电压与电流关系

4.3荧光灯电路的分析与计算三、荧光灯电路

荧光灯电路主要由荧光灯管，镇流器，启动器及开关组成，结构示意如图所示。当接通电源后，启动器内发生辉放电，双金属片受热弯曲，触点接通，将灯丝预热使它发射电子，启动器接通后辉光放电停止，双金属片冷却，又把触电断开，这时镇流器感应出高电压加在灯管两端使荧光灯管放电，产生大量紫外线，灯管同壁的荧光粉吸收后辐射出可见光，荧光灯就开始正常的工作，启动器相当一只自动开关，能自动接通电路和开端电路。4.3荧光灯电路的分析与计算

4.3荧光灯电路的分析与计算四、电路功率因数的提高

4.3荧光灯电路的分析与计算四、电路功率因数的提高

4.3荧光灯电