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《電工電子學(xué) 第2版 教學(xué)課件 作者 林小玲第2章 電路分析基礎(chǔ) 正弦交流 .ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第2章電路分析基礎(chǔ)(正弦交流電路）上海大學(xué)自動化系林小玲第二章電路分析基礎(chǔ)§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(biāo)：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(jì)算,了解瞬時(shí)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(diǎn)：1.正弦量的表示、相位差；正弦電流電路激勵(lì)和響應(yīng)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(shí)值表達(dá)式：i(t)=Imcos(wt+y)波形：tiO?/?T正弦量：隨時(shí)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(yùn)算；有利于電器設(shè)備的運(yùn)行；.....正半周負(fù)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(gè)正弦量，計(jì)時(shí)起點(diǎn)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(dá)式；（2）求最大值發(fā)生的時(shí)間t1ti010050t1解由于最大值發(fā)生在計(jì)時(shí)起點(diǎn)之后正弦量頻率與周期周期T：變化一周所需的時(shí)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(diǎn)或參考點(diǎn)。?:初相位與相位差相位：?初相位：表示正弦量在t=0時(shí)的相角。反映正弦量變化的進(jìn)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(jì)時(shí)的選擇起點(diǎn)無關(guān)。注意:?tOj＝0，同相：j=??(?180o)，反相：特殊相位關(guān)系：?tu,iui0?tu,iui0=p/2：u領(lǐng)先ip/2,不說u落后i3p/2；i落后up/2,不說i領(lǐng)先u3p/2。?tu,iui0同樣可比較兩個(gè)電壓或兩個(gè)電流的相位差。例計(jì)算下列兩正弦量的相位差。解不能比較相位差兩個(gè)正弦量進(jìn)行相位比較時(shí)應(yīng)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(shí)值隨時(shí)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(yīng)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(shè)i(t)=Imcos(?t+?)同理，可得正弦電壓有效值與最大值的關(guān)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(shè)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(shè)備的耐壓水平時(shí)應(yīng)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(shí)值、最大值、有效值的符號。注幅值必須大寫,下標(biāo)加m。有效值必須大寫瞬時(shí)值表達(dá)式前兩種不便于運(yùn)算，重點(diǎn)介紹相量表示法。波形圖１.正弦量的表示方法重點(diǎn)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(shè)正弦量:若:有向線段長度=ω有向線段以速度按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)則:該旋轉(zhuǎn)有向線段每一瞬時(shí)在縱軸上的投影即表示相應(yīng)時(shí)刻正弦量的瞬時(shí)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(gè)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(fù)數(shù)實(shí)際是變換的思想+j+1Abar0正弦量的相量表示復(fù)數(shù)表示形式設(shè)A為復(fù)數(shù):(1)代數(shù)式A=a+jb復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的輻角實(shí)質(zhì)：用復(fù)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(shè)正弦量:相量:表示正弦量的復(fù)數(shù)稱相量電壓的有效值相量(4)極坐標(biāo)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(gè)正弦時(shí)間函數(shù)都有唯一與其對應(yīng)的復(fù)數(shù)函數(shù)A(t)包含了三
