電工與電子技術(shù)單元2單相交流電路-wenkub.com
2024-12-05 05:14 本頁面
【正文】 f T ?f T1 fT ??? 22 ??2mII ?2mEE ?2mUU ???小 結(jié) 70 兩個同頻率正弦量之和仍為頻率相同的正弦量，其和的有效值及初相可通過相量相加的方法求得。最大值、頻率和初相是確定一個正弦量的三要素。同時總電流與電壓的相位差角 小于感性負(fù)載上的電流與電壓的相位差角 ，因此 cos ＞ cos ，即提高了電路的功率因數(shù)。因此功率因數(shù)一般都不高，這對電源設(shè)備的利用和電能的利用是非常不利的。 RXRZ Lo22 ?? 正弦交流電路的分析 64 電路的功率 （ 1）有功功率 在 R、 L串聯(lián)與 C 并聯(lián)的電路中，只有電阻消耗電能，因此電路的有功功率為： （ 2）無功功率 由于 QL、 QC的特性不同，在同一電路中兩者互相抵消，因此電路總的無功功率為： ?? c o sc o s 111 UIUIUIP r ????s i n)( 11 UIIIUQ CaC ????? 正弦交流電路的分析 65 （ 3）視在功率 電路的視在功率為： 上述公式對于一般正弦交流電路具有普遍的適用性。 ② 諧振時電路總電流最小。 感性負(fù)載中的電流 可以分解為兩個分量，其中與電壓同相的 稱為有功分量。電感、電容上的電壓將比總電壓高很多倍，所以串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。 （ 1）諧振條件和諧振頻率 串聯(lián)諧振的條件為： 通常將諧振時的角頻率和頻率分別叫做諧振角頻率和諧振頻率，用 、 表示，則有 或 ，所以諧振角頻率為： ?0??0? 0fCL 001?? ?CfLf 00 212?? ?LC10 ??(245) CL XX ? CL ?? 1?或 正弦交流電路的分析 55 諧振頻率為： LCf ?210 ?(246) 正弦交流電路的分析 56 （ 2）串聯(lián)諧振時的電路特點(diǎn) R、 L、 C串聯(lián)電路發(fā)生諧振時，具有以下特征： ① 諧振時電路的阻抗最小，且等效為純電阻，即 ，稱為諧振阻抗。 jPjQjSjINU圖 214 例 26電流、電壓相量圖 正弦交流電路的分析 53 例 如 圖 R、 L、 C串聯(lián)電路，已知 R＝ 40Ω， L＝ 233mH， C＝ 80μF，電路兩端交流電壓 u=311sin314tV，求： （ 1）電路的阻抗； （ 2）電流有效值； （ 3）各元件兩端電壓有效值； （ 4）電流、電壓相量圖； （ 5）電路的有功功率、無功功率、視在功率； （ 6）電路的性質(zhì)。 —— 無功計算負(fù)荷， var。根據(jù)多年運(yùn)行經(jīng)驗積累而得，考慮了下述因素：同組用電設(shè)備中不是所有用電設(shè)備都在同時工作；同時工作的用電設(shè)備不可能全在滿載狀態(tài)下運(yùn)行；設(shè)備組的平均效率；線路效率等。 它是正弦交流電路中的典型 電路。 tIUtItUiuP CCCCCCC ??? 2s i n)90s i n (2s i n2 ?????? (227) 單一參數(shù)電路元件的交流電路 39 （ 2）平均功率（有功功率） （ 3）無功功率 與電感相似，雖然電容不消耗功率，但電源與電容之間的能量交換始終在進(jìn)行。 。所以在高頻電路中， →∞ ，電容相當(dāng)于短路；而在直流電路中， =0，電容可視為開路。 單一參數(shù)電路元件的交流電路 34 電壓與電流的關(guān)系 電容元件的交流電路如 圖 （ a） 所示。電感雖然不消耗功率，但與電源之間有能量的交換，電源要給電感提供電流。 tIUtItUiup LLLLLLL ??? 2s i ns i n2)90s i n (2 ?????? 單一參數(shù)電路元件的交流電路 32 （ 2）平均功率（有功功率） （ 3）無功功率 雖然電感不消耗功率，但電源與電感之間的能量交換始終在進(jìn)行。 ③ 電壓和電流的相位差為 ，即電壓 超前電流 。感抗是表征電感元件在交流電路中對電流的阻礙作用，與頻率成正比，頻率越高，感抗越大。 例 23 有一個 220V、 100W的白熾燈，接在 220V的交流電源上，求通過白熾燈的電流和正常工作時的燈絲電阻 . RURIIUdttIUTdtpTPRRRRTo RRTo RR22)2c os1(11 ?????? ?? ? 單一參數(shù)電路元件的交流電路 27 電感元件在電工技術(shù)中應(yīng)用很廣泛，如變壓器的線圈、電動機(jī)的繞組等。它等于任一瞬時電壓和電流的乘積，表示為： 可見，瞬時功率是隨時間變化的，變化曲線如 圖 （ d） 所示。并可分析出，電阻兩端電壓與流過其中電流的關(guān)系： 電阻元件的正弦交流電路 tIi RR ?s in2?tUtRIRiu RRRR ?? s i n2s i n2 ????() () 單一參數(shù)電路元件的交流電路 24 ① 電壓和電流是同頻率的正弦量。因此，在對交流電路進(jìn)行分析計算時，必須同時考慮電阻 R、電感 L、電容 C三個參數(shù)對電路的影響。相量的加減運(yùn)算符合平行四邊形法則。例如 其相對應(yīng)的相量可表示為 此時，相量的模為正弦量的有效值。 正弦量的相量表示法 正弦交流電的基本概念 17 正弦量可用旋轉(zhuǎn)矢量表示，而矢量又可以用復(fù)數(shù)表示，因此正弦量也可以用復(fù)數(shù)表示。它可以用一個旋轉(zhuǎn)矢量來表示，如 圖 。（ c） ψ＜ 0 )s in ( 111 ?? ?? tIi m )s in ( 222 ?? ?? tIi m1i 2i2121 )()( ??????? ?????? tt() 正弦交流電的基本概念 14 圖 正弦量的相位差 （ a）同相；（ b）反相；（ c） ψ1ψ2＞ 0 正弦交流電的基本概念 15 圖 例 正弦交流電的基本概念 16 利用正弦量的瞬時式或波形圖來分析計算正弦交流電路非常煩瑣。當(dāng)一個正弦量
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