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電工與電子技術(shù)單元2單相交流電路-免費(fèi)閱讀

2025-01-01 05:14 上一頁面

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【正文】 只有相同頻率的兩個(gè)或兩個(gè)以上的正弦量才能進(jìn)行相位比較,相位差是兩正弦量的初相之差。 ② 在當(dāng)負(fù)載有功功率和電源電壓一定時(shí),功率因數(shù)越低,則線路上的電流 越大,線路上的功率損耗也越大。 ③ 諧振時(shí)電路總的無功功率為零。 0??? CL QRCRLQoo?? 1??QUURCURXXIUoCCLoC ???? ?1 正弦交流電路的分析 58 電壓與電流之間的關(guān)系 圖 R、 L串聯(lián)與 C 并 聯(lián)電路,當(dāng)給電路加上正 弦電壓 u時(shí),在兩支路中將 產(chǎn)生電流 i1和 iC。 1 ??4 8 n 1 ?? s 2 ?? n 2 ??1cos 3 ?? 1?ck 正弦交流電路的分析 54 串聯(lián)諧振 如前所述,在 R、 L、 C串聯(lián)電路中,當(dāng) XL= XC時(shí), ,總電壓與電流同相位,此時(shí)電路呈電阻性質(zhì),這種現(xiàn)象稱為諧振。對電燈、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備,額定容量均用有功功率表示, W。若把此電容器接于電壓為 220V、頻率為 1000Hz的交流電源上,求電容器的容抗、通過電容器的電流 I及無功功率 QC。 ② 電壓、電流有效值與最大值的關(guān)系為: , 。 例 已知一電感線圈其電感為 127mH,接于電壓為220V、頻率為 50Hz的交流電源上,求線圈的感抗、通過線圈的電流 I及無功功率 QL。變化曲線如 圖 ( d)所示:在第一個(gè)和第三個(gè) 1/4周期內(nèi), pL> 0,表明電感從電源吸收能量,并把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿芰績?chǔ)存于線圈的磁場中,此時(shí)線圈相當(dāng)于負(fù)載;而在第二個(gè)和第四個(gè)1/4周期內(nèi), pL< 0,表明磁場能量又被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊颠€給電源,故此時(shí)線圈相當(dāng)于電源。 電壓與電流的關(guān)系 圖 (a) 為僅含有電感元件的交流電路。 ③ 電壓和電流的相位差為 ,即電壓和電流同相位。另外,因交流電不斷變化,使其周圍產(chǎn)生不斷變化的磁場和電場,在變化的磁場作用下,線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,即電路中有電感的作用。在該復(fù)平面上從原點(diǎn)作矢量,該矢量的長度 |A|等于復(fù)數(shù)虛部 A的模,矢量與橫軸的夾角 θ等于復(fù)數(shù)的輻角,在實(shí)軸上的投影為實(shí)部 a,在虛軸上的投影為虛部 b。這種方法稱為相量法。所以, |ψ|≤π。 按上述定義,應(yīng)有 : 正弦交流電的基本概念 10 對于正弦交流電 : 則 可見,交流電流的有效值等于最大值的倍或 。另外,音頻信號(hào)的頻率為 20~ 20220Hz,視頻信號(hào)的頻率為 0~ 6MHz。 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 。 【 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。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,簡稱瞬時(shí)式。 f越大,交流電變化越快。有效值用大寫字母表示,如 I、 U、 E等。初相決定了交流電的起始狀態(tài)。( b) ψ> 0。例如, 當(dāng) t=t1時(shí), i1=Imsin(ωt1+ψ); 當(dāng) t=t2時(shí), i2=Imsin(ωt2+ψ)。相量圖可以不畫出復(fù)平面上的坐標(biāo)軸,如 圖 27。 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。 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。 ② 電壓、電流有效值與最大值的關(guān)為: , 。無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。容抗是表征電容元件在交流電路中對電流的阻礙作用,與頻率成反比,頻率越高,容抗越小。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。從電壓三角形可求出總電壓有效值為: 222222 )()()()( CLCLCLR XXRIIXIXIRUUUU ?????????(230) 正弦交流電路的分析 44 阻抗、阻抗三角形令 正弦交流電路的分析 45 圖 阻抗、電壓、功率三角形 (a) 阻抗三角形; (b) 電壓三角形; (c) 功率三角形 正弦交流電路的分析 46 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)。 —— 用電設(shè)備的額定電 壓,一般無特殊說明 時(shí)是 220V。在實(shí)際串聯(lián)諧振電路中,一般電阻都比感抗和容抗小很多,所以,品質(zhì)因數(shù)都比較大,一般在幾十到幾百之間。 CC XUI ??? 902?21 iii ????? ??21 III?1I?rI1?90?aI1 111 c os ?II r ?111 s in ?II a ? 正弦交流電路的分析 60 . . . . . . 正弦交流電路的分析 61 根據(jù)相量圖,可求出總電流的有效值為: 電壓與總電流之間的相位差為: 21111211 )s i n()c os()( 22 CCar IIIIIII ?????? ??rCaIIIar c tg11 ???圖 216( a) 圖 216( b) 圖 216( c) 正弦交流電路的分析 62 并聯(lián)諧振 ( 1)諧振條件和諧振頻率 由前所述, R、 L串聯(lián)與 C 并聯(lián)電路產(chǎn)生諧振的條件是: IC=I1a () 一般情況下,線圈的電阻遠(yuǎn)小于它的感抗,可證明,并聯(lián)諧振的頻率 為 ofLCLRLCf ?? 21121220 ???() 正弦交流電路的分析 63 ( 2)并聯(lián)諧振時(shí)的電路特點(diǎn) R、 L串聯(lián)與 C 并聯(lián)
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