电压电流瞬时值的关系符合欧姆定律-山西财贸职业技术学院.PPT

山西财贸职业技术学院 应用电子系 第3章 正弦交流电路 正弦交流电路 正弦交流电路是指含有正弦电源(激励)，且电路各部分所产生的电压电流(响应)均按正弦规律变化的电路。 第一节 正弦量的三要素 周期、频率和角频率 瞬时值、最大值与有效值 相位、初相位和相位差 周期、频率和角频率 反映正弦量变化的快慢 周期、频率和角频率［例］ ［例］我国和大多数国家的电力标准频率是50Hz，试求其周期和角频率。 ［解］ 瞬时值、最大值与有效值 瞬时值:正弦量任意瞬间的值称为瞬时值，用小字母表示:i、u、e 最大值：正弦量在一个周期内的最大值，用带有下标m的大写字母表示:Im、Um、Em. 有效值：一个交流电流的做功能力相当于某一数值的直流电流的做功能力，这个直流电流的数值就叫该交流电流的有效值。用大写字母表示：I、U、E 相位、初相位和相位差 相位 正弦量所取计时起点不同，其初始值(t=0)时的值及到达幅值或某一特定时刻的值就不同。 ? t和(? t+?)称为正弦量的相位角或相位。它表明正弦量的进程。 第二节 正弦量的相量表示法 矢量的复数表示形式 旋转因子 正弦量的相量形式和相量图 第三节 电阻、电感与电容元件上电压与电流关系的相量形式 单一参数正弦交流电路 电阻元件交流电路（R） 电阻元件交流电路（L） 电容元件交流电路（C） 第四节 简单正弦交流电路的计算 基尔霍夫定律的相量形式 电阻、电感与电容元件串联交流电路及阻抗 阻抗的串联和并联 第五节 交流电路的功率 瞬时功率 有功功率、无功功率和视在功率 功率因数的提高 第六节 RLC电路中的谐振 例 已知：UAB = 100 V I1 =10A R =5 XL =5 XC1 =10 求：i = ？ u = ？ 相量图法： 首先选择参考相量（设初相位为零的正弦量）。 选择参考相量的原则：一般串联电路以电流作参考相量，并联电路以电压作参考相量，既有串联又有并联的电路以并联部分电路的电压作参考相量。 解：设参考相量 100 00 UAB = V u i L C1 C2 R i2 i1 B A 阻抗的串联与并联 1）画 100 00 UAB = 2）画 I1 3）画 I2 4）求 I 与 同相 UAB I UAB I1 I2 I 相量图法 已知：UAB = 100 V I1 =10A R =5 XL =5 XC1 =10 u i L C1 C2 R i2 i1 B A UAB I1 I2 I 5）画 UC1 6）求 U UC1=I XC1 =100 滞后 900 UC1 I 滞后 450 U I UC1 U u i L C1 C2 R i2 i1 B A 例 列相量式法 1）设参考相量 设： 100 00 UAB = V 解： 则： 10 900 I1 = A = I2 UAB R+jXL 100 00 = 5+j5 10 -450 = A 与参考相 量同相位。 00 =j10 +10 -j10 =10 A I1 I2 I = + u i L C1 C2 R i2 i1 B A 100 -900 UC1 = （-j10)= V I U = + = + V 100 -900 UC1 UAB 100 00 -450 =100 -j100 =100 V 得：i =10 sin t A u =100 sin( t - ) V 450 u i L C1 C2 R i2 i1 B A 瞬时功率 设u领先i（电感性电路） i u p 平均功率（有功功率）P 平均功率不仅与电压和电流的有效值有关，还与电压和电流夹角的余弦 有关。 称功率因数。 电感和电容不消耗有功功率，R－L－C串联电路的有功功率等于电阻上消耗的有功功率。 总电压 总电流 u与i的夹角 无功功率Q 储能元件L、C虽然不消耗能量，但与电源有能量交换（能量吞吐），吞吐的规模用无功功率来表示。 电路与电源 之间的 能量交换 C 吞 C 吐 C 吞 C 吐 L 吞 L 吐 L 吞 L 吐 无功功率 Q ＝QL+（-QC） var（乏） 单位：VA(伏安)、KVA(千伏安) 视在功率S 电源（发电机、变压器等）可能提供的最大功率（额定电压×额定电流）。 ---功率三角形 有功、无功与