電工電子技術(shù) 教學課件 作者 張惠敏 第3章正弦交流電路及安全用電.ppt

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1、第3章正弦交流電路及安全用電3.1正弦量的基本概念3.2單一參數(shù)的正弦交流電路3.3電阻、電感、電容元件串聯(lián)的交流電路3.4正弦交流電路的諧振3.5有互感的正弦交流電路3.6三相正弦交流電路*3.7安全用電常識3.1正弦量的基本概念3.1.1正弦量的參考方向3.1.2正弦量的三要素3.1.3正弦量的有效值3.1.4正弦量的相量表示法3.1.1正弦量的參考方向圖3.1（a）標出了u、i的參考方向，其變化規(guī)律可用圖3.1（b）所示的波形圖表示。圖3.1交流電的參考方向3.1.2正弦量的三要素正弦量是正弦電壓、電

2、流、電動勢的統(tǒng)稱。以正弦電壓為例，其一般表達式（或稱為解析式）為周期、頻率和角頻率三個物理量反映了正弦量隨時間作周期性變化的快慢程度，三者之間的關(guān)系為1.最大值2.角頻率3.初相位和相位差（1）初相位（2）相位差圖3.3不同相位差的u和i的波形3.1.3正弦量的有效值1.交流電的有效值設(shè)周期電流i和恒定電流I通過同樣大小的電阻R，如果在一個周期(T)的時間內(nèi)，兩個電流產(chǎn)生的熱量相等，則這一恒定電流I的大小為周期電流i的有效值,即2.正弦交流電的有效值3.1.4正弦量的相量表示法1.正弦量的相量2.用相量法求

3、同頻率正弦量的代數(shù)和3.2單一參數(shù)的正弦交流電路3.2.1電阻元件的交流電路3.2.2電感元件的交流電路3.2.3電容元件的交流電路3.2.1電阻元件的交流電路1.電壓、電流關(guān)系如圖3.4所示。圖3.4電阻元件圖3.5畫出了電阻元件上電壓與電流的波形圖及相量圖。圖3.5電阻元件的波形圖、相量圖通過以上分析，可得出如下結(jié)論。①正弦交流電路中，電阻元件的電壓、電流是同頻率的正弦量。②電阻元件電壓、電流的瞬時值、最大值、有效值之間都符合歐姆定律。③在關(guān)聯(lián)參考方向下，電阻元件的電壓與電流同相位。④電阻元件的電壓、電

4、流的相量形式也符合歐姆定律。2.電阻元件的功率3.2.2電感元件的交流電路1.電壓、電流關(guān)系圖3.6電感元件圖3.7電感元件的相量模型、電壓和電流的波形圖及相量圖2.電感元件的功率3.2.3電容元件的交流電路1.電壓、電流關(guān)系圖3.8電容元件圖3.9電容元件的相量模型、電壓和電流的波形圖及相量圖實際電感線圈消耗的能量很小，一般忽略不計，用一個只代表儲存磁場能量的理想化的二端元件——電感元件表示，電路符號如圖25所示。2.電容元件的功率3.3電阻、電感、電容元件串聯(lián)的交流電路3.3.1電壓、電流關(guān)系3.3.

5、2電路的三種情況3.3.3RLC串聯(lián)電路的功率實際電感線圈消耗的能量很小，一般忽略不計，用一個只代表儲存磁場能量的理想化的二端元件——電感元件表示，電路符號如圖25所示。圖7-2-3例7-2-2邏輯電路圖圖7-2-3例7-2-2邏輯電路圖3.3.1電壓、電流關(guān)系圖3.10RLC串聯(lián)電路圖3.11阻抗三角形3.3.2電路的三種情況圖3.12RLC串聯(lián)電路的電壓、電流相量圖圖3.12RLC串聯(lián)電路的電壓、電流相量圖圖3.13例3.6相量圖圖3.14例3.7圖3.3.3RLC串聯(lián)電路的功率1.有功功率圖3.10

6、（a）所示的RLC串聯(lián)電路中，設(shè)關(guān)聯(lián)參考方向下電流i及電壓u分別為2.無功功率3.視在功率圖3.15功率三角形圖3.16例3.8圖3.4正弦交流電路的諧振3.4.1串聯(lián)諧振3.4.2并聯(lián)諧振3.4.1串聯(lián)諧振LC串聯(lián)電路發(fā)生的諧振稱為串聯(lián)諧振，電路如圖3.17所示，該電路的復(fù)阻抗為圖3.17串聯(lián)諧振電路3.4.2并聯(lián)諧振圖3.18電感線圈與電容并聯(lián)的諧振電路圖3.18電感線圈與電容并聯(lián)的諧振電路3.5有互感的正弦交流電路3.5.1互感3.5.2互感電壓3.5.3互感線圈的同名端3.5.4空心變壓器3.5.5

7、理想變壓器3.5.1互感當兩個線圈靠近時，其中一個線圈內(nèi)的電流產(chǎn)生的磁通有一部分與鄰近的線圈相交鏈，當電流變化時，交鏈的磁通也必定變化，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在相鄰的線圈中將要產(chǎn)生感應(yīng)電壓，此電壓稱為互感電壓。圖3.19（a）中Ф21產(chǎn)生的互感磁鏈為ψ21=N2Ф21，Ф12與線圈①交鏈形成互感磁鏈為ψ12=N1Ф12。圖3.19兩個具有互感應(yīng)的線圈9.2.1邏輯函數(shù)的基本公式圖3.20自感電壓與互感電壓3.5.3互感線圈的同名端通常用標注同名端的方法來表示兩個線圈的相對繞向。圖3.21耦合線圈的同名端圖3.2

8、2同名端的瞬時極性相同圖3.23耦合電感的電路符號【例3.11】圖3.24所示為兩互感線圈的串聯(lián)。耦合線圈的串聯(lián)分為順串和反串兩種。圖（a）為異名端相接，電流從兩線圈的同名端流入，稱為順向串聯(lián)（簡稱順接）；圖（b）為同名端相接，電流從兩線圈的異名端流入，稱為反向串聯(lián)（簡稱反接）。分別求兩種連接的等效電感。圖3.24耦合線圈的串聯(lián)3.5.4空心變壓器空心變壓器的電路模型如圖3.25所示。圖3.25空必變壓器3.5.