汽車(chē)電學(xué)基礎(chǔ) 教學(xué)課件 作者 譚本忠 4第四章 交流電路.ppt

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1、本章主要介紹的內(nèi)容有：●正弦交流電路●三相電路●安全用電常識(shí)●課題實(shí)習(xí)第四章　交流電路第一節(jié)　正弦交流電路本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：●正弦交流電的三要素●單相交流電路正弦量變化一次所需的時(shí)間稱為周期（T）。每秒內(nèi)變化的次數(shù)稱為頻率（f）它的單位是赫茲（Hz）。頻率是周期的倒數(shù)，即f=1/T一、正弦交流電的三要素1．頻率與周期一個(gè)正弦量可以由頻率（或周期）、幅值（或有效值）和初相位三個(gè)特征或要素來(lái)確定正弦量變化的快慢除用周期和頻率表示外，還可用角頻率來(lái)表示。因?yàn)橐恢芷趦?nèi)經(jīng)歷2πrad，所在角頻率為ω＝2π/T=2πf它的單位是弧度/秒（rad

2、/s）。正弦量在任一瞬間的值稱為瞬時(shí)值，用小寫(xiě)字母來(lái)表示，如i、u及e分別表示電流、電壓及電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。瞬時(shí)值中最大的值，稱為幅值或最大值，用帶下標(biāo)m的大寫(xiě)字母來(lái)表示，如Im、Um及Em分別表示電流、電壓及電動(dòng)勢(shì)的幅值。它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：i=Imsin(ωt)2．幅值與有效值正弦電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的大小往往不是用它們的幅值，而是用有效值來(lái)計(jì)量的。有效值是通過(guò)電流的熱效應(yīng)來(lái)應(yīng)來(lái)規(guī)定的，無(wú)論交流還是直流，只要它們?cè)谙嗟鹊臅r(shí)間內(nèi)通過(guò)同一電阻并且兩者產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，那么這個(gè)周期性變化的電流I的有效值在數(shù)值上等于這個(gè)電流。電流為正弦量時(shí)，有效

3、值為I=正弦電壓的有效值為I=Im2Um2正弦量是隨時(shí)間而周期性變化的，正弦量所取的計(jì)時(shí)起點(diǎn)不同，正弦量的初始值就不同，到達(dá)幅值或某一特定值所需的時(shí)間也就不同。正弦量可用下式表示為：其波形如圖4-1-1所示。I=Imsin(ωt+Ψ)上式中的角度稱為正弦量的相位角或相位，它反映出正弦量變化的進(jìn)程。當(dāng)相位角隨時(shí)間連續(xù)變化時(shí)，正弦量的瞬時(shí)值隨之連續(xù)變化，當(dāng)t=0時(shí)的相位角稱為初相位角或初相位。3．初相位圖4-1-2是一個(gè)線性電阻元件的交流電路。在電阻元件的交流電路中，電流和電壓是同相的。電壓和電流的參考方向是關(guān)聯(lián)參考方向。兩者的關(guān)系由歐姆定

4、律確定，即u=iR二、單相交流電路1．純電阻交流電路由此可知，在電阻元件電路中，電壓幅值（或有效值）與電流幅值（或有效值）的比值，就是電阻R。知道了電壓與電流的變化規(guī)律和相互關(guān)系后，便可計(jì)算出電路中的功率。在任意瞬間，電壓瞬時(shí)值與電流瞬時(shí)值的乘積，稱為瞬時(shí)功率，用小寫(xiě)字母p代表，即P=ui（a）電路圖（b）電壓與電流的正弦波（c）電壓與電流的相量圖（d）功率波形圖4-1-3是一個(gè)線性電感元件的交流電路。2．純電感的交流電路（a）電路圖（b）電壓與電流的正弦波（c）電壓與電流的相量圖（d）功率波形圖4-1-4是一個(gè)線性電容元件的交流電路，

5、電流i和電壓u的參考方向如圖中所示。3．純電容的交流電路（a）電路圖（b）電壓與電流的正弦波（c）電壓與電流的相量圖（d）功率波形第二節(jié)　三相電路本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：●三相交流電源●三相電路中負(fù)載的連接三相交流電是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。如圖4-2-1所示為三相交流發(fā)電機(jī)原理示意圖。圖中U1、V1、W1分別表示三個(gè)繞組的始端（首端），U2、V2、W2分別表示末端。每一個(gè)繞組（線圈組）叫做發(fā)電機(jī)的一相，在空間上彼此相隔120°。一、三相交流電源1．純電阻交流電路發(fā)電機(jī)三相繞組的接法通常如圖4-2-2所示，即將三個(gè)末端連在一起，這一連接點(diǎn)

6、稱為中性點(diǎn)或零點(diǎn)，用N表示，這種連接法稱為星形聯(lián)接。從中性點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱為中性線或零線。從始端U1、V1、W1引出的三根導(dǎo)線稱為相線或端線，俗稱火線。在圖4-2-3中，每相始端與末端間的電壓，即相線與中性線間的電壓，稱為相電壓，其有效值一般用UP，表示。而任意兩始端間的電壓，即兩相線間的電壓，稱為線電壓，其有效值一般用UI表示。相電壓和線電壓的參考方向如圖中所示。2．三相電源的連接方法三相電路中負(fù)載的連接方法有兩種，即星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接。圖4-2-4是三相四線制電路，設(shè)線電壓為380V。照明負(fù)載（220V，單相負(fù)載）比較均勻地分配在各

7、相之中，接在相線與中性線之間，三相電動(dòng)機(jī)接在三根相線上。二、三相電路中負(fù)載的連接1．星形聯(lián)接（1）三相四線制在三相電壓對(duì)稱的情況下，若負(fù)載也對(duì)稱，那么負(fù)載相電流也是對(duì)稱的，此時(shí)中性線中沒(méi)有電流通過(guò)，這時(shí)中性線就不需要了，這就是如圖4-2-5所示的三相三線制電路。因?yàn)樯a(chǎn)上的三相負(fù)（通常所見(jiàn)的是三相電動(dòng)機(jī)）一般都是對(duì)稱的，所以三相三線制電路的應(yīng)用極為廣泛。（2）三相三線制在負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路可用圖4-2-6所示的電路來(lái)表示。2．三角形聯(lián)接因?yàn)楦飨嘭?fù)載都直接接在電源的線電壓上，所以負(fù)載的相電壓與電源的線電壓相等。因此，不論負(fù)載對(duì)稱與否

8、，其相電壓總是對(duì)稱的。三角形聯(lián)接如圖4-2-7所示。第三節(jié)　安全用電常識(shí)本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：●發(fā)電、輸電概述●電流對(duì)人體的危害●觸電形式●接地和接零發(fā)電廠按其所利用的能源種類，可分為水力、火力、風(fēng)力、核能