《電工與電子技術(shù)》單元2單相交流電路-全文預(yù)覽
【正文】 圖 212 （ b） 圖 212 （ c） 圖 212 （ a） 正弦交流電路的分析 47 功率、功率三角形 正弦交流電路的分析 48 正弦交流電路的分析 49 正弦交流電路的分析 50 (圖 （ a） ) 圖 （ c） (圖 (b)) 正弦交流電路的分析 51 式中 —— 需要系數(shù)。 02s i n11 ??? ?? To CCTo CC t dtIUTdtPTP ?CCCCCCC XUXIIUQ 22 ???(229) (228) 單一參數(shù)電路元件的交流電路 40 由電阻、電感、電容元件串 聯(lián)組成的電路稱為 R、 L、 C 串聯(lián)電路，如 圖 。由于在一個(gè)周期內(nèi)電容吸收的能量和返還的能量相等，所以電容不消耗能量，只與電源間有電能的交換。 ③ 電壓和電流的相位差為 ，即電流超前 電壓 90176。容抗是表征電容元件在交流電路中對(duì)電流的阻礙作用，與頻率成反比，頻率越高，容抗越小。若把此線圈接于電壓為 220V、頻率為 1000Hz的交流電源上，求線圈的感抗、通過(guò)線圈的電流 I及無(wú)功功率 QL。無(wú)功功率在工程上占有很重要的地位，具有電感性質(zhì)的變壓器、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備和電源之間必須要進(jìn)行一定規(guī)模的能量交換才能工作。由于在一個(gè)周期內(nèi)電感吸收的能量和返還的能量相等，所以電感不消耗能量，只與電源間有電能的交換。 ② 電壓、電流有效值與最大值的關(guān)為： ， 。設(shè)電感中流過(guò)的正弦電流為： () 當(dāng)電感線圈中通以交變的電流時(shí) ,在線圈中產(chǎn)生交變的磁通 ,如果線圈為 N 匝，則總磁通（磁鏈） 也是交變的，而變化的磁鏈要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律： 電感元件的正弦交流電路 LIN ?? ??dtdiLdtde LL ?????tIi LL ?s in2? 單一參數(shù)電路元件的交流電路 28 則 令 則 XL稱為電感的電抗，簡(jiǎn)稱感抗，單位為歐姆（ Ω）。 電阻元件實(shí)際消耗的電能等于平均功率乘以通電時(shí)間。 0??? iu ???圖2.8 電阻元件的交流電路 (a) 電路圖；(b) u、i波形圖； (c) u、i相量圖；(d) 功率波形 單一參數(shù)電路元件的交流電路 25 電阻電路的功率 （ 1）瞬時(shí)功率 電阻在任一瞬時(shí)消耗的功率稱為瞬時(shí)功率。 電壓與電流的關(guān)系 圖 (a） 是一個(gè)電阻元件的交流電路，設(shè)電阻中流過(guò)的正弦電流為： 根據(jù)歐姆定律，電阻兩端的電壓為： 根據(jù)式（ ）和式（ ）畫出波形圖如 圖 (b）所示，相量圖如 圖 (c） 所示。同時(shí)，變化的電場(chǎng)要引起電路中電荷分布的改變，即電路中有電容的作用。相量圖可以不畫出復(fù)平面上的坐標(biāo)軸，如 圖 27。 圖 復(fù)數(shù)平面 正弦交流電的基本概念 19 正弦交流電的基本概念 20 實(shí)際中，我們常用正弦量的有效值來(lái)表示正弦量的大小。例如， 當(dāng) t=t1時(shí)， i1=Imsin(ωt1+ψ)； 當(dāng) t=t2時(shí)， i2=Imsin(ωt2+ψ)。 設(shè)有一正弦電流 i =Imsin(ωt+ψ),波形圖如 圖 示。（ b） ψ＞ 0。 正弦交流電的基本概念 13 對(duì)于一個(gè)確定的正弦量，其最大值、周期、初相均為常數(shù)。初相決定了交流電的起始狀態(tài)。 同理，交流電壓和電動(dòng)勢(shì)的有效值與最大值的關(guān)系為： tIi m ?s in?mmTmTo mIItTIt dtITI )2c os1(21s i n10222 ????? ?? ??() mm UUU 07072??mm EEE 07072??() () 正弦交流電的基本概念 11 顯然，由于最大值可用有效值表示，故有效值也可作正弦量的一個(gè)要素代替最大值。有效值用大寫字母表示，如 I、 U、 E等。 Tf1? （ ） 正弦交流電的基本概念 7 正弦交流電的基本概念 8 瞬時(shí)值、最大值、有效值 瞬時(shí)值：正弦量在任一瞬間的數(shù)值稱為瞬時(shí)值，用小寫字母表示，如 i、 u、 e等。 f越大，交流電變化越快。這種按正弦規(guī)律變化的波形（或函數(shù)），可由最大值、角頻率、初相三個(gè)參數(shù)確定，這三個(gè)參數(shù)稱為正弦量的三要素。其中三角函數(shù)式表達(dá)了它每一瞬時(shí)的取值，稱為瞬時(shí)值表達(dá)式，簡(jiǎn)稱瞬時(shí)式。 單元 2 單相交流電路 3 單元 2 單相交流電路 正弦交流電的基本概念 1 單一參數(shù)電路元件的交流電路 2 正弦交流電路的分析 3 小 結(jié) 4 目 錄 4 在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，廣泛使用的是交流電。 【 能力目標(biāo) 】 熟練掌握單相交流電路的分析、計(jì)算和實(shí)際運(yùn)用。 正弦交流電可用三角函數(shù)式或波形圖來(lái)表示。 正弦交流電的基本概念 正弦量的三要素 )s in ( ?? ?? tIi m5 其波形圖如 圖 。顯然，頻率是周期的倒數(shù)，即： 頻率反映了交流電變化的快慢。另外，音頻信號(hào)的頻率為 20～ 20220Hz，視頻信號(hào)的頻率為 0～ 6MHz。如家庭或工業(yè)用電的電壓為 220V、 380V等均指有效值，交流電表的指示值和交流設(shè)備銘牌標(biāo)注的電壓、電流數(shù)值一般都是指有效值。 按上述定義，應(yīng)有 ： 正弦交流電的基本概念 10 對(duì)于正弦交流電 : 則 可見(jiàn)，交流電流的有效值等于最大值的倍或 。 初相位： t=0時(shí)的相位叫做初相位，簡(jiǎn)稱初相，用 ψ表示。所以， |ψ|≤π。例如 ， 則 、 的相位差為： 圖 不同 ψ時(shí)的正弦波 （ a） ψ=0。這種方法稱為相量法。那么，這個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量任一瞬時(shí)在縱軸上的投影，就是該正弦電流 i 在該時(shí)刻的
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