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《電工電子學 第2版 教學課件 作者 林小玲第2章 電路分析基礎 正弦交流 .ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第2章電路分析基礎(正弦交流電路）上海大學自動化系林小玲第二章電路分析基礎§2.1電路的基本定律§2.2電路的分析方法§2.3電路的暫態(tài)分析§2.4正弦交流電路§2.5三相正弦交流電路§2.4正弦交流電路目標：1.理解正弦量的特征及其各種表示方法；2.理解電路基本定律的相量形式及阻抗；3.掌握有功功率和功率因數(shù)的計算,了解瞬時功率、無功功率和視在功率的概念；4.了解提高功率因數(shù)的意義和方法。2.正弦量的相量表示3.電路定理的相量形式；重點：1.正弦量的表示、相位差；正弦電流電路激勵和響應均為正弦量的電路稱為正弦電路或交流電路。2.4.1正弦量的基本概念
2、1.正弦量瞬時值表達式：i(t)=Imcos(wt+y)波形：tiO?/?T正弦量：隨時間按正弦規(guī)律做周期變化的量。Ru+_?_?_iu+_正弦交流電的優(yōu)越性：便于傳輸；易于變換便于運算；有利于電器設備的運行；.....正半周負半周Ru+_已知正弦交流電流：角頻率：決定正弦量變化快慢幅值：決定正弦量的大小幅值、角頻率、初相角成為正弦量的三要素。初相角：決定正弦量起始位置?Im?2?TiO2.正弦量的三要素同一個正弦量，計時起點不同，初相位不同。tiO一般規(guī)定：
3、?
4、??。?=0?=?/2?=－?/2例已知正弦電流波形如圖，?＝103rad/s，（1）寫
5、出i(t)表達式；（2）求最大值發(fā)生的時間t1ti010050t1解由于最大值發(fā)生在計時起點之后正弦量頻率與周期周期T：變化一周所需的時間（s）角頻率：（rad/s）頻率f：（Hz）T*無線通信頻率：30kHz~30GMHz*電網(wǎng)頻率：我國50Hz，美國、日本60Hz*高頻爐頻率：200~300kHZ*中頻爐頻率：500~8000HziO給出了觀察正弦波的起點或參考點。?:初相位與相位差相位：?初相位：表示正弦量在t=0時的相角。反映正弦量變化的進程。iOuiui?ωtO如：若電壓超前電流?兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。3.同頻率正弦量的相位差?：
6、電流超前電壓電壓與電流同相電流超前電壓?電壓與電流反相uiωtui?Ouiωtui90°OuiωtuiOωtuiuiO②不同頻率的正弦量比較無意義。①兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù)，與計時的選擇起點無關。注意:?tOj＝0，同相：j=??(?180o)，反相：特殊相位關系：?tu,iui0?tu,iui0=p/2：u領先ip/2,不說u落后i3p/2；i落后up/2,不說i領先u3p/2。?tu,iui0同樣可比較兩個電壓或兩個電流的相位差。例計算下列兩正弦量的相位差。解不能比較相位差兩個正弦量進行相位比較時應滿足同頻率、同函數(shù)、同符號，且在主值范
7、圍比較。4.周期性電流、電壓的有效值周期性電流、電壓的瞬時值隨時間而變，為了衡量其大小工程上采用有效值來表示。周期電流、電壓有效值(effectivevalue)定義R直流IR交流i電流有效值定義為有效值也稱均方根值(root-meen-square)物理意義有效值：與交流熱效應相等的直流定義為交流電的有效值。同樣，可定義電壓有效值：正弦電流、電壓的有效值設i(t)=Imcos(?t+?)同理，可得正弦電壓有效值與最大值的關系：若一交流電壓有效值為U=220V，則其最大值為Um?311V；U=380V，Um?537V。（1）工程上說的正弦電壓、電流一般
8、指有效值，如設備銘牌額定值、電網(wǎng)的電壓等級等。但絕緣水平、耐壓值指的是最大值。因此，在考慮電器設備的耐壓水平時應按最大值考慮。（2）測量中，電磁式交流電壓、電流表讀數(shù)均為有效值。（3）區(qū)分電壓、電流的瞬時值、最大值、有效值的符號。注幅值必須大寫,下標加m。有效值必須大寫瞬時值表達式前兩種不便于運算，重點介紹相量表示法。波形圖１.正弦量的表示方法重點必須小寫相量uO2.4.2正弦量的相量表示法2.正弦量用旋轉(zhuǎn)有向線段表示ω設正弦量:若:有向線段長度=ω有向線段以速度按逆時針方向旋轉(zhuǎn)則:該旋轉(zhuǎn)有向線段每一瞬時在縱軸上的投影即表示相應時刻正弦量的瞬時值。有向
9、線段與橫軸夾角=初相位u0xyOOi1I1I2I3wwwi1+i2?i3i2?1?2?3角頻率：有效值：初相位：兩個正弦量的相加因同頻的正弦量相加仍得到同頻的正弦量，所以，只要確定初相位和有效值(或最大值)就行了。因此，3.正弦量的相量表示?tu,ii1i20i3正弦量復數(shù)實際是變換的思想+j+1Abar0正弦量的相量表示復數(shù)表示形式設A為復數(shù):(1)代數(shù)式A=a+jb復數(shù)的模復數(shù)的輻角實質(zhì)：用復數(shù)表示正弦量式中:(2)三角式由歐拉公式:(3)指數(shù)式可得:設正弦量:相量:表示正弦量的復數(shù)稱相量電壓的有效值相量(4)極坐標式相量表示:相量的模=正弦量的有
10、效值相量輻角=正弦量的初相角對于任意一個正弦時間函數(shù)都有唯一與其對應的復數(shù)函數(shù)A(t)包含了三
