正弦交流电路分析.ppt

例3-7把一个10uF的电容器，接到U=220V、φ=300的工频交流电源上，试写出电流的瞬时表达式，画出电流、电压的相量图，求出电路的无功功率。五、电阻、电感和电容器串联电路实际中的电容器与电感线圈串联的电路，都可以简化等效为电阻、电感和电容器串联的电路（RLC)。如图3-16所示，这种电路是具有一般意义的典型电路，因为，它包含了电阻、电感和电容三个不同的电路元件，能体现交流电路的一般特点第31页,共51页，2024年2月25日，星期天1、总电压和电流的关系在图3-16中，设通过电路的交流电流为i=Isin(ωt)则电阻、电感和电容的瞬时表达式分别为UR=∪RIsin(ωt)=IRsin(ωt)第32页,共51页，2024年2月25日，星期天uL=ULsin(ωt+900)=IXL sin(ωt+900)Uc=UCsin(ωt-900)=IXLsin(ωt-900)根据基尔霍夫电压定律u=UR+uL+Uc=R++L+C第33页,共51页，2024年2月25日，星期天=+电抗电压：电感的电压相量与电容的电压相量之和。电抗：X=XL-XC

在RLC串联电路中，总电压与电流有效值之间的关系符合欧姆定律形式，即电压与电流成正比第34页,共51页，2024年2月25日，星期天在RLC串联电路中，ψ角可能出现以下三种情况：（1）ψ＞0，这时UL-UC＞0,总电压超前电流一个角，此时称电路是感性电路。（2）ψ＜0，这时UL-UC﹤0,总电压滞后电流一个角，此时称电路是容性电路。（3）ψ＝0，这时UL-UC＝0,电压与电流同相角，此时称电路是电阻性电路。2、功率在RLC电路中，电阻是耗能元件，电感电容是储能元件，由于电感与电压上的电压恰好相反，就形成了电感储存磁场能与电容释放电场能的互补性质。第35页,共51页，2024年2月25日，星期天有功功率：P=URI=UIcos?Q=QL-QC=UXI=UIsin?S=UIS称为视在功率根据 Q值的符号，也可以判断电路的特性：（1）Q＞0，电路呈感性。（2）Q＜0，电路呈容性。（3）Q=0，电路呈阻性。 第36页,共51页，2024年2月25日，星期天视在功率S、有功功率P和无功功率Q组成直角三角形——功率三角形，。 图6RLC串联电路功率三角形三角形OQ=QL-QCPS第37页,共51页，2024年2月25日，星期天例题3-8线圈和一电容相串联。已知线圈R=4ΩL=25.4×103H,电容C=637uF，外加电压u=311sin(314t+450)v.试求（1）电路的电流I；（2）各元件上的电压降UR、UL、UC、UX；并作出相量图。第三节三相交流电路在汽车的供电系统中，有蓄电池和发电机两种电源。蓄电池主要供启动用电。发电机是三相同步交流发电机，其发出的三相交流电经整流变成直流电，主要是在汽车正常运行时向用电器供电，同时向蓄电池供电。在现在的电力系统中，几乎全部采用对称三相交流电供电。所谓三相对称交流供电，就是由三个频率相同、幅值相等、相位相差1200的一组交流电动势组成的供电系统。第38页,共51页，2024年2月25日，星期天一、三相交流电动势的产生三相交流电动势是由三相发电机产生的。主要由定子和转子构成。如图3-21所示。在定子上嵌入三个空间位置相隔1200、完全相同的绕组，每个绕组为一组，合称三相绕组。转子是一对磁极的电磁铁。定子与转子之间的磁感应强度按正弦规律分布。图3-21三相交流发电机原理示意图第39页,共51页，2024年2月25日，星期天如果规定三相交流电动势的正方向从绕组的末端指向始端，则三相对称交流电动势的瞬时表达式为（3）三相交变电流的图像图像直观地表达了三相交变电流各相电动势的异同。三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值）的先后顺序，叫做相序。第40页,共51页，2024年2月25日，星期天从图2中可以看出，eU超前达最大值，又超前达最大图2对称三相电动势的波形图和旋转式量图

这种最大值出现U-V-W-U的顺序叫正序，若相序位U-W-V-U叫逆序。二、三相四线制电源在低压供电系统（市电220V）中常采用三相四线制供电，把三相绕组的末端U2、V2、W2连结成一个公共端点，叫做中性点（零点），用N表示，如图3所示。从中性点引