電工與電子技術(shù)單元2單相交流電路-文庫(kù)吧資料
2024-12-14 05:14本頁(yè)面
【正文】 (b)) 正弦交流電路的分析 51 式中 —— 需要系數(shù)。單一參數(shù)電路， R、 L 串聯(lián)電路及 R、 C串聯(lián)電路 都可看成是它的特例。 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 。電容與電源功率交換的最大值也稱為無(wú)功功率，用 QC表示，即 例 將 220V、頻率為50Hz的交流電源上，求電容器的容抗、通過(guò)電容器的電流 I及無(wú)功功率 QC。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。 CCC XIU ?Cmm XIU ??90??? ui ??? 單一參數(shù)電路元件的交流電路 37 圖 電容元件的交流電路 （ a）電路圖 ； （ b） u、 i波形圖 ； （ c） u、 i相量圖 ；（ d）功率波形圖 單一參數(shù)電路元件的交流電路 38 電容電路的功率 （ 1）瞬時(shí)功率 電容電路中的瞬時(shí)功率為： 可見(jiàn)，瞬時(shí)功率是隨時(shí)間變化的。 ③ 電壓和電流的相位差為 ，即電流超前 電壓 90176。 ff)90s i n(2)90s i n(12c os2 ????????? tItUXtcUdtduCdtdqi CCCCCC ????fCCX C ?? 211 ??CCC XIU ?() () 單一參數(shù)電路元件的交流電路 36 根據(jù)式（ ）和式（ ）畫(huà)出波形圖如 圖 （ b）所示，相量圖如 圖 （ c） 所示，并可分析出電容兩端電壓與流過(guò)其中電流的關(guān)系： ① 電壓和電流是同頻率的正弦量。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。設(shè)加在電容兩端的正弦電壓為 : （ ） 在電源電壓作用下，電容器的兩個(gè)極板上聚集起等量異號(hào)的電荷 q，而 當(dāng)電壓交變時(shí) ,電容器極板上的電荷量隨著充放電過(guò)程增高或降低 ,由于極板上的電量的變化是通過(guò)電荷在電路的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ,因此 ,純電容電路在交流電壓作用下 ,將通過(guò)交變電流。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。電感對(duì)電源來(lái)說(shuō)仍是一種負(fù)載，要占用電源設(shè)備的容量。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。為了衡量能量交換情況，將瞬時(shí)功率的最大值定義為無(wú)功功率，用符號(hào) QL表示，即： 無(wú)功功率代表電感元件與外電路交換能量的最大速率，國(guó)際單位為乏 (var)。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。 LLL XIU ?Lmm XIU ??90??? iu ????90 單一參數(shù)電路元件的交流電路 30 圖 電感元件的交流電路 (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 31 電感電路的功率 （ 1）瞬時(shí)功率 電感電路中的瞬時(shí)功率為： （ ) 可見(jiàn)，瞬時(shí)功率是隨時(shí)間變化的。 ② 電壓、電流有效值與最大值的關(guān)為： ， 。在直流電路中，感抗為零相當(dāng)于短路。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）。線圈中的導(dǎo)線是有電阻的，但當(dāng)電阻相對(duì)電感很小時(shí)，就可以認(rèn)為該線圈是純電感線圈。 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。從曲線可以看出， pR≥0，表明電阻在任一時(shí)刻都在向電源取用功率，起負(fù)載作用。 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。 ② 電壓、電流有效值與最大值均滿足歐姆定律，即UR＝ IRR， Um=ImR。 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(huà)出波形圖如 圖 (b）所示，相量圖如 圖 (c） 所示。由電阻、電感、電容單一參數(shù)電路元件組成的正弦交流電路，是最簡(jiǎn)單的交流電路。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。 )s in (2 ?? ?? tu???? UU 正弦交流電的基本概念 21 圖 相量的合成 正弦交流電的基本概念 22 在交流電路中，只要有電流流動(dòng)，電路就會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生一定的阻礙作用，即有電阻作用。相量圖可以不畫(huà)出復(fù)平面上的坐標(biāo)軸，如 圖 27。 在同一電路中，各正弦量的頻率都是相同的。 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。 復(fù)數(shù)的代數(shù)式為： jbaA ??圖 用旋轉(zhuǎn)矢量
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