《电工技术》第四章 交流电路分析

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电工技术第四章正弦交流电路习题解答

电工技术第四章正弦交流电路习题解答

tωAi /A222032πtAi /A 2032π6πA102i 1i 第四章 正弦交流电路[练习与思考]4—1-1 在某电路中,()A t i 60 314sin 2220-=⑴指出它的幅值、有效值、周期、频率、角频率及初相位,并画出波形图。

⑵如果i 的参考方向选的相反,写出它的三角函数式,画出波形图,并问⑴中各项有无改变? 解:⑴ 幅值 A I m 2220有效值 A I 220=频率 3145022f Hz ωππ===周期 10.02T s f==角频率 314/rad s ω=题解图4。

01初相位 s rad /3πψ-=波形图如题解图4.01所示 (2) 如果i 的参考方向选的相反, 则At i ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32 314sin 2220π,初相位改变了,s rad /32πψ=其他项不变。

波形图如题解图 4.02所示。

题解图4。

024—1-2已知A)120314sin(101 -=t i ,A )30314sin(202+=t i⑴它们的相位差等于多少?⑵画出1i 和2i 的波形。

并在相位上比较1i 和2i 谁超前,谁滞后。

解:⑴ 二者频率相同,它们的相位差︒-=︒-︒-=-=1503012021i i ψψϕ+1+1(2)在相位上2i 超前,1i 滞后。

波形图如题解图4.03所示。

题解图4。

03 4—2—1 写出下列正弦电压的相量V )45(sin 2201 -=t u ω,)V 45314(sin 1002 +=t u 解:V U ︒-∠=•4521101 V U ︒∠=•4525024-2-2 已知正弦电流)A60(sin 81 +=t i ω和)A 30(sin 62 -=t i ω,试用复数计算电流21i i i +=,并画出相量图.解:由题目得到A j j j j I I I m m m ︒∠=+=-++=︒-︒+︒+︒=︒-∠+︒∠=+=•••1.231093.32.9)32.5()93.64()30sin 630cos 6()60sin 860cos 8(30660821 所以正弦电流为)A 1.23(sin 101 +=t i ω题解图4.04 相量图如题解图4.04所示。

交流电路

交流电路

第3章 交流电路交流电路中的电流(或电压)是随时间变化的。

而随时间按正弦规律变化的交变电流(或电压)是工程技术中应用最广泛的一种,也是交变信号中最基本的信号。

本章重点研究正弦交流电路。

它的电压变换容易,输送和分配方便,其供电性能好,效率高;交流电器结构简单、价格便宜、维修方便;从计算与分析的角度考虑,正弦周期函数是最简单的周期函数,测量与计算也比较容易,是分析一切非正弦周期函数的基础。

正弦交流电路是电工技术中极其重要的一部分,也是重点和难点较为集中的一章。

基本概念中的相位及相位差。

电阻、电感和电容在交流电路中的不同响应及其频率特性等均应很好地掌握。

其独特的相量分析方法又是分析三相交流电路的基础,也是交流电机、变压器及电子技术的重要理论基础。

3.1 正弦交流量及其表示3.1.1 正弦交流电的基本概念1.正弦交流量的正方向 正弦交流电路中的电压、电流及电动势,其大小和方向均随时间变化,其数学表达式为:()()()i m v m e m t I i t V v t E e ψωψωψω+=+=+=sin sin sin(3-1) 以v 为例,其波形图如图3-1所示。

在0~t 1时间内若其实际正方向与参考方向(箭头所标)相同,则在t 1~t 2时间内,其实际正方 向v ′与参考正方向相反。

因此,在分析交 流电路时,不同瞬时交流量的比较是没有 意义的。

这也是其区别于直流电的基本特征。

2.正弦交流电的三要素式(3-1)是正弦交流量的瞬时值 表达式,其中E m 、V m 、I m 称为正弦量 的最大值或幅值;ω称为角频率;ψe 、 ψv 、ψi 称为初相位。

如果已知幅值, 角频率和初相位,则上述正弦量就能唯 一地确定,所以称它们为正弦量的三要 素。

图3-1 正弦量的波形与正方向t(1)最大值、瞬时值、有效值最大值是反映正弦量变化幅度的,又称幅值或峰值,规定用大写字母加下标m 表示,即E m 、I m 、V m.瞬时值是正弦量任一时刻的值,规定用小写字母表示,分别为e 、v 、i.而我们平常所说的电压高低、电流大小或用电器上的标称电压或电流指的是有效值。

《电工技术基础与仿真(Multisim 10)》项目4单相正弦交流电路分析

《电工技术基础与仿真(Multisim 10)》项目4单相正弦交流电路分析

p
ui
Im
sin tU m
sin(t
2
)
U m I m cos t sin t
UI sin 2t
在电感元件的交流电路中,没有任何能量消耗,只 有电源与电感元件之间的能量交换,其能量交换的 规模用无功功率Q来衡量,它的大小等于瞬时功率 的幅值。
QL UI I 2 X L
4.2.3 纯电容电路
将开关K1闭合,K2和K3断开,分别按给定的频 率值调节信号源的频率,每次在信号发生器中设 置好频率后,打开仿真开关,双击万用表符号, 得到测量数据,
任务3 相量法分析正弦交流电路
4.3.1 RLC串联电路 1.RLC串联电路电压电流关系 (1)瞬时关系 由于电路是串联的,所以流过R、L、C三元
件的电流完全相同
1 Z1
1 Z2
(2)复阻抗并联的分流关系
I1
U Z1
I
Z Z1
I
Z2 Z1 Z2
U
I2
I Z1 Z1 Z2
I I1 I2 Z1 Z2
a)
I
U
Z
b)
4.3.3 功率因数的提高
1.提高功率因数的意义 功率因数愈大,所损耗的功率也就愈小,
输电效率也就愈高。 负载的功率因数 愈高,发电机可提供的有
1.电压与电流的关系 线性电容元件在图所示的关联方向的条件下
iC
C duc dt
i +
u
C
_
i C duc dt
C dUm sin t
dt
U mC cost
U
mC
s
in(t
2
)
据此,可得出电容元件电压与电流关系的结论:

电工学 秦曾煌第七版 第四章

电工学 秦曾煌第七版 第四章
(4-38)
正误判断
u 1s 0 i0 tn × U
瞬时值
复数
U 5e j1 0 × 552 0 sit n 1 ) (5
复数
瞬时值
(4-39)
正误判断
已知: i1s0i nt(45 )
j45
× 则: I 10 45 2 有效值
× Im10e45
已知: u21s0i(n t15) -j15
(4-11)
§4.1.3 正弦波特征量之三 —— 初相位
i2Isi nt
(t ):正弦波的相位角或相位。
: t = 0 时的相位,称为初相位或初相角。
i
t
说明: 给出了观察正弦波的起点或参考点,
常用于描述多个正弦波相互间的关系。
(4-12)
两个同频率正弦量间的相位差( 初相差)
i1 i2
t
1 2
设: U1 U11 U2 U22
则:
U1 U2
U1 U2
(1 2)
例 : U 1 9 3 , U 2 0 3 7 , U U 0 1 / U 2 3 4
(4-30)
# 计算器上的复数运算操作
代数式→极坐标形式
-3+j4 = 5 /126.9°
3 +/- a 4 b 2nd →rθ
i1 Im1sint1 i2 Im2sint2
t 2 t 1 2 1 (4-13)
两种正弦信号的相位关系

i2


前 1 2
i1 120
t
i i 超前于
1
2
相 位
i1
滞 后
2 1
i2
120
t
i i 滞后于

《电子电工技术》课件——第四章 三相电路

《电子电工技术》课件——第四章 三相电路

2
I 3I 30
L3
3
U 31
I
3
I 3
I
U 12
1
I 2 U
I
2 I 3
I L1
23
负载对称时三角形接法的特点
L1
U 31 L2 L3
I L1
U 12
I 1
I
L2
U I
23
L3
I 3
ZZ Z
I 2
每相负载电压=电源线电压
I 3I
l
p
各线电流滞后于相应各相电流30°
第三节 三相负载的功率 每相负载
定子 W2

V1 转子
三相电动势 分别称为U、V、W相或1、2、3相
e E sin t
1
m
e E sint 120
2
m
e E sint 240
3
m
Em sin( t 120)
E E0 1
E E 120 2
E3 E 120
三相电动势的特征: 大小相等,频率相同,相位互差120º
称为对称电动势。
e 2
3
L2
L3
L1
e 1
e
L2
2
L3
(2)三相负载
星形负载
Z
Z
Z
三角形负载
Z
Z
Z
(3)三相电路计算
负载不对称时:各相电压、电流单独计算。 负载对称时:电压对称、电流对称,只需计算一相。
电流其余按对称原则,相线电流的关系一一写出。
三相电路的计算要特别注意相位问题。
负载Y形接法
I I
l
P
负载Y形接法有中线时

《三相交流电》教学设计 SS

《三相交流电》教学设计 SS

《三相交流电》教学设计《三相交流电》教学设计学校执教授课类《三相交流电》教学设计中等专业技术学校授课班级授课时间90分钟型一、教材及教学内容分析1、使用教材:培训教材《电工》2、教学内容:第四章《交流电路》第三节“三相交流电”3、教材分析:我们日常生活中接触的都是单相交流电,而在电工的动力系统中,大多都用的三相交流电,所以三相交流电的产生及其特性,十分重要,但学生又感到很抽象,需要详细讲解。

教材从介绍三相交流电的产生原理进入,分别介绍了三相发动机绕组联接,及三相负载的联接方式及其选择方法。

二、教学对象分析1.知识技能学生在初中已学过单相交流电,但没有接触过三相交流电,因而对三相交流电还是比较模糊。

2.学习能力整体上来说,学生的专业思维能力及解决实际问题的能力不强3.学习态度大部分学生对学习电工兴趣不大,甚至有抵触现象。

总体上一部分学生学习态度较认真,个别学生参与课堂思维的积极性不够三、教学目标及方法:1、教学目标:1)理解三相交流电的产生原理。

2)掌握三相四线制电源的线电压和相电压的关系。

3)掌握三相负载的联接方式及其选择方法。

4)掌握对称三相负载Y形连接和△连接时,2、教学负载线电压和相电压、线电流和相电流的关系。

方法:讲授法、归纳法四、重点、难点分析:1、重点:三相负载的联接方式及其选择方法。

2、难点:三相交流电的产生原理。

五、教学过程:教学阶段复习、引入(5分钟)教学内容1、复习:我们日常生活中的用电是单相交流电,回顾:单相交流电怎样产生?(单相交流发电机的转子绕组由直流励磁产生一个磁场,当转子由原动机拖动作匀速转动时,定子绕组便切割转子磁场而感应出单相电动势。

)2、引入:日常生活中用的电大多都是220V的,由一根“火线”及一根“零线”传输。

而工厂里的电力系统用电大多都是380V的,而且我们可以看到,室外的远距离输电都是用“四根教师活动提问,引导学生复习旧知识引出新课题学生活动复习,回答问题线”的,称为“三相四线制”,这都是怎么来的?这些内容都是接下来要学习的三相交流电的知识。

《电工电子技术与技能》教案

《电工电子技术与技能》教案

《电工电子技术与技能》教案第一章:电工电子技术基础1.1 电流、电压和电阻的概念1.2 欧姆定律的应用1.3 电路的基本元件1.4 电路的基本连接方式1.5 电路的基本测量工具及使用方法第二章:直流电路分析2.1 直流电路的基本概念2.2 电压源和电流源的等效变换2.3 基尔霍夫定律的应用2.4 电路的简化方法2.5 电路的故障检测与排除第三章:交流电路分析3.1 交流电路的基本概念3.2 交流电的相位和频率3.3 交流电路的电阻、电抗和容抗3.4 交流电路的功率计算3.5 交流电路的谐振现象第四章:电子元器件4.1 电阻、电容和电感的作用及应用4.2 半导体器件的二极管和三极管4.3 晶体管放大电路的基本原理4.4 场效应晶体管和功率晶体管4.5 集成电路的基本概念与应用第五章:基本放大电路5.1 放大电路的基本原理5.2 放大电路的分类及特点5.3 放大电路的设计与调试5.4 放大电路的应用实例5.5 放大电路的故障检测与排除第六章:电源和稳压电路6.1 电源的分类及工作原理6.2 稳压电源的设计与应用6.3 电源滤波电路的作用与设计6.4 电源保护电路的设计与实现6.5 电源电路的故障检测与排除第七章:电动机及其控制7.1 电动机的分类和工作原理7.2 电动机的启动和制动方法7.3 电动机的保护与维修7.4 常用电动机控制电路的设计与实现7.5 电动机控制电路的故障检测与排除第八章:继电接触器控制系统8.1 继电器和接触器的原理与结构8.2 继电器和接触器控制系统的设计与实现8.3 常用继电器和接触器控制电路的应用实例8.4 继电器和接触器控制系统的故障检测与排除8.5 继电器和接触器控制系统的优化与改进第九章:数字电路基础9.1 数字电路的基本概念9.2 逻辑门电路的设计与实现9.3 逻辑电路的设计与分析9.4 数字电路的仿真与实验9.5 数字电路在电工电子技术中的应用第十章:数字电路应用实例10.1 数字电路在通信技术中的应用10.2 数字电路在计算机技术中的应用10.3 数字电路在测量技术中的应用10.4 数字电路在自动控制系统中的应用10.5 数字电路应用实例的故障检测与排除第十一章:传感器与信号处理11.1 传感器的分类与工作原理11.2 传感器的选用与安装11.3 信号处理电路的设计与实现11.4 信号调理电路的应用实例11.5 传感器与信号处理电路的故障检测与排除第十二章:电气控制与PLC编程12.1 电气控制系统的基本组成与原理12.2 继电器控制系统的设计与实现12.3 可编程逻辑控制器(PLC)的基本原理与应用12.4 PLC编程软件的使用与编程实践12.5 电气控制与PLC编程的故障检测与排除第十三章:变频器与调速控制13.1 变频器的工作原理与选用13.2 变频器控制电路的设计与实现13.3 电动机的变频调速技术13.4 变频器在工业应用中的案例分析13.5 变频器与调速控制系统的故障检测与排除第十四章:电力电子技术14.1 电力电子器件的原理与应用14.2 电力电子变换器的设计与实现14.3 电力电子技术在电力系统中的应用14.4 电力电子设备的故障与保护14.5 电力电子技术的未来发展趋势第十五章:电工电子项目的实践与创新15.1 电工电子项目的设计与实施流程15.2 项目实践中的安全注意事项15.3 创新性项目的选题与设计思路15.5 项目实践与创新的经验分享重点和难点解析第一章:电工电子技术基础重点:电流、电压和电阻的概念,欧姆定律的应用,电路的基本元件和基本连接方式。

电工技术(第四版高教版)思考题及习题解答:第四章 单相交流电路 席时达 编

电工技术(第四版高教版)思考题及习题解答:第四章  单相交流电路 席时达 编

第四章单相交流电路4-1-1 已知i1=5sin314tA,i2=15sin(942t+90°)A。

你能说i2比i1超前90°吗?为什么?[答]两者频率不同,比较其相位是没有意义的,因此不能说i2超前i1 90°。

4-1-2 将通常在交流电路中使用的220V、100W白炽灯接在220V的直流电源上,试问发光亮度是否相同?为什么?[答]通常在交流电路中使用的220V、100W白炽灯,接在有效值为220V的交流电源上,其功率是100W,由于交流电有效值是从能量转换角度去考虑的等效直流值,如果将它接在220V的直流电源上,其功率也是100W,故发光亮度相同。

4-1-3 交流电的有效值就是它的均方根值,在什么条件下它的幅值与有效值之比是2?[答]必须是正弦交流电,它的幅值与有效值之比才是2。

4-1-4 有一耐压为220V的交、直流通用电容器,能否把它接在220V交流电源上使用?为什么?[答]电容器的耐压值是指它的绝缘物能承受的最高电压。

220V交流电压的最大值为2202V=380V,超过电容器的耐压值220V,会使电容器的绝缘击穿,故耐压为220V的交、直流通用电容器不能接在220V交流电源上使用。

4-2-1 正弦交流电压的有效值为220V,初相角ψ=30°,下列各式是否正确?(1) u =220 sin (ωt+30°)V(2) U=220 /30°V(3).U=220e j30°V(4).U=2220 sin (ωt+930°)V(5)u =220 /30°V(6)u =2220 /30°V[答]只有(3)是正确的。

(1)可改正为u =2220 sin (ωt+30°)V思考题解答(2) 可改正为 ·.U =220 /30°V (4) 可改正为 u =2220 sin (ωt +30°)V(5)可改正为 .U =220 /30°V(6) 可改正为 .U m =2220 /30°V4-2-2 已知İ=10/30°A,试将下列各相量用对应的时间函数来表示(角频率为ω):(1) İ(2) j İ(3) -j İ 。

4 电路的基本定律与分析 戴维南定理《电工技术》教学教案

4   电路的基本定律与分析  戴维南定理《电工技术》教学教案

4 电路的基本定律与分析——戴维南定理《电工技术》教学教案教学目标:1. 理解电路的基本定律,包括欧姆定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律。

2. 学习戴维南定理,并能够运用戴维南定理分析电路。

3. 培养学生分析问题和解决问题的能力。

教学内容:第一章:电路的基本定律1.1 欧姆定律1.2 基尔霍夫电压定律1.3 基尔霍夫电流定律第二章:戴维南定理2.1 戴维南定理的定义2.2 戴维南定理的证明2.3 戴维南定理的应用第三章:戴维南定理在电路分析中的应用3.1 单口网络的戴维南分析3.2 多口网络的戴维南分析3.3 含受控源电路的戴维南分析第四章:戴维南定理在电路设计中的应用4.1 戴维南定理在电阻设计中的应用4.2 戴维南定理在电容设计中的应用4.3 戴维南定理在电感设计中的应用第五章:戴维南定理在故障诊断中的应用5.1 短路故障的戴维南分析5.2 开路故障的戴维南分析5.3 接地故障的戴维南分析教学方法:1. 采用讲授法,讲解电路的基本定律和戴维南定理的理论知识。

2. 利用示例电路图,进行戴维南定理的应用分析,让学生理解并掌握戴维南定理的使用方法。

3. 开展小组讨论,让学生互相交流学习心得,提高分析问题和解决问题的能力。

教学评估:1. 课堂练习:布置相关的电路题目,让学生运用戴维南定理进行分析,检验学生对戴维南定理的理解和掌握程度。

2. 课后作业:布置相关的电路设计题目,让学生运用戴维南定理进行设计,培养学生的实际应用能力。

3. 课程报告:让学生选择一个故障案例,运用戴维南定理进行故障诊断,培养学生的综合分析能力。

教学资源:1. 电路教材和参考书。

2. 电路图和示例电路图。

3. 多媒体教学设备。

教学进度安排:1. 第一章:2课时2. 第二章:2课时3. 第三章:3课时4. 第四章:3课时5. 第五章:2课时通过本章节的教学,使学生掌握电路的基本定律和戴维南定理,能够运用戴维南定理分析电路,提高学生的分析问题和解决问题的能力。

《电工电子技术基础》第4章 三相交流电路

《电工电子技术基础》第4章 三相交流电路

第4章 三相交流电路——三相负载的联结
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
[例题] 图中所示的对称三相电路中,端线阻抗 ZL 1 j1 ,负载
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
中性线电流
I&N I&A I&B I&C
(44 0 22 12011 120)A
[解] ⑴各相负载中流过的电流
IU
UU RU
220 0 5 0
A
44
0A
29 19 A
IV
UV RV
220 120 A 10 0
22
120 A
IW IU 120 IP 120
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
b.负载三相三线制联结
+
U NN
-
相电流 流过每相负载的电流
线电流 流过端线的电流
IU、IV、IW
特点 线电流=相电流
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
(1)负载三相三线制联结三相电路计算 等效电路图
(2)不对称负载三相四线制联接三相电路计算
三相电源对称,三相负载不对称, 各相负载中电流表达式:
IN IU IV IW 0
I
U
UU ZU
UP 0
ZU U
UP ZU
0 U
I
V

《电工电子技术基础》教案

《电工电子技术基础》教案

《电工电子技术基础》教案第一章:电路基本概念与定律1.1 电路的基本元素电源开关电阻电容电感1.2 电路的基本连接串联电路并联电路混联电路1.3 欧姆定律电流(I)电压(V)电阻(R)1.4 功率与能量功率(P)能量(E)第二章:简单电路分析2.1 基尔霍夫定律电流定律(KCL)电压定律(KVL)2.2 电阻的测量伏安法欧姆表的使用2.3 电路的简化串联电阻的计算并联电阻的计算2.4 电路的功率分析电功率的计算电能的计算第三章:交流电路3.1 交流电的基本概念交流电的定义交流电的表示方法3.2 交流电路的电阻分析电阻对交流电的影响电阻的阻抗计算3.3 交流电路的电容分析电容对交流电的影响电容的阻抗计算3.4 交流电路的电感分析电感对交流电的影响电感的阻抗计算第四章:磁路与变压器4.1 磁路的基本概念磁通量磁感应强度4.2 变压器的基本原理变压器的工作原理变压器的构造4.3 变压器的特性变压器的变压比变压器的效率4.4 变压器的应用电压变换电流变换第五章:半导体基础5.1 半导体的基本概念半导体的定义半导体的分类5.2 PN结的形成与特性PN结的形成过程PN结的特性5.3 半导体器件晶体二极管晶体三极管5.4 半导体电路的基本分析直流电路分析交流电路分析第六章:数字电路基础6.1 数字电路的基本概念数字信号与模拟信号数字电路的组成6.2 逻辑门电路与门(AND Gate)或门(OR Gate)非门(NOT Gate)与非门(NAND Gate)或非门(NOR Gate)6.3 逻辑函数与逻辑表达式逻辑函数的定义逻辑函数的表示方法逻辑函数的简化6.4 逻辑电路的设计半加器全加器译码器编码器第七章:触发器与计数器7.1 触发器的基本概念触发器的定义触发器的作用7.2 常见的触发器SR触发器JK触发器T触发器D触发器7.3 计数器的基本概念计数器的定义计数器的作用7.4 常见的计数器二进制计数器十进制计数器双向计数器第八章:模拟电子技术8.1 放大器的基本概念放大器的定义放大器的作用8.2 放大器的类型静态放大器动态放大器功率放大器8.3 放大器的分析方法微变等效电路分析法交流等效电路分析法8.4 反馈在放大器中的应用反馈的定义反馈的类型反馈的作用第九章:电力电子技术9.1 电力电子器件晶闸管整流器逆变器9.2 电力电子电路的应用电力控制电力调节电力转换9.3 电力电子技术的优势与挑战优势挑战9.4 电力电子技术的发展趋势发展历程未来发展趋势第十章:电工电子技术实验与调试10.1 实验基本知识与技能实验仪器的使用实验操作步骤数据处理与分析10.2 电工实验电阻测量电压与电流测量功率测量10.3 电子技术实验逻辑门电路测试触发器与计数器测试放大器测试10.4 综合实验与调试电路设计与搭建故障诊断与排除性能测试与优化重点和难点解析一、第二章的电路简化与功率分析:理解和应用串并联电路的简化方法,以及电功率的计算。

电工技术实例教程-4.2 单一参数正弦交流电路的测试和分析

电工技术实例教程-4.2  单一参数正弦交流电路的测试和分析
实训流程:
(a)
(b)
图4.26 电感元件交流特性的测试(一)
(1)按图4.26(a)所示画好仿真电路。其中示波器A通道用于观察测试 电感L1两端的电压,而电感L1上的电流则通过电流探针XCP1转变为电压, 由示波器B通道展示出
4.2.2 电感元件的正弦交流电路的测试和分析
实训4-4:电感元件交流特性的测试
瞬时功率的第一部分就是平均功率,它与直流电路中计算电 阻元件的功率完全一样,单位也是瓦特(W)。
通常说用电器(如灯泡)额定电压220V,额定功率40W,就是 指该用电器接有效值220V电压时,它消耗的平均功率是40W。
4.2.1 电阻元件的正弦交流电路的测试和分析
【例4-5】一只额定电压为220V,功率为100W的电烙铁,误 接在380V的交流电源上,问此时它消耗的功率是多少?是 否安全?
②在交流电路中,电阻元件两端的电压与流过的电流的 (瞬时值/有效值/最大值)满足欧姆定律。
③在交流电路中,电阻元件两端的电压与流过的电流在相位关系上电压 的相位 (超前/滞后/相同)电流的相位。
4.2.1 电阻元件的正弦交流电路的测试和分析
1. 电阻元件上电压与电流的关系
从实训4-3中,可以看到:在电阻R上加一个正弦电压时, 电阻上会有同频率的正弦电流流过,电压和电流的瞬时值、 有效值和最大值均满足欧姆定律,并且在关联参考方向情况 下电压与电流同相。现理论分析如下。
来。探针输出电压到电流的比率设置为1m V/mA,即通道B图形上的电压 1 m V代表电流1mA。为了只显示交流分量,示波器触发耦合方式采用AC (交流耦合)。
(2)通过示波器面板仿真观察并测量电感L1两端的电压和流过电感L1的 电流,参考图如图4.26(b)所示。根据观察和测量的结果回答下列问题:

《电工电子技术》习题 第4章

《电工电子技术》习题 第4章

第4章三相电路【基本要求】掌握三相四线制中三相负载的正确联接。

了解中线的作用;掌握对称星形和三角形联接时相线电压、相线电流在对称三相电路中的相互关系;掌握对称三相电路电压、电流和功率的计算。

了解安全用电常识,触电方式及其防护、接地和接零保护以及静电防护与电气防火防爆。

【重点】对称三相负载星形、三角形联接的三相对称电路分析,相线电压、相线电流的关系以及三相电路功率的计算。

【难点】各电压、电流相位的确定以及非对称三相电路分析。

4.1 基本理论1. 三相正弦交流电由三相交流发电机产生,经升压变压器输送至电网,再输送到各地变电所,经降压后到用户。

由发电厂到电网将交流电压升高是为了降低电网传输时的功率损耗;由电网到用户的降压则是为了保障人身和设备的安全。

2. 由三条相线和一条中性线向用户供电的电源称三相四线制电源。

三相四线制电源可提供相、线电压两种电压,且U L=√3U P,线电压相位比对应相电压超前30º。

3. 负载接于三相电源时必须遵循两个原则:一是加于负载的电压必须等于负载的额定电压;二是尽可能使电源的三相负载对称。

根据此两项原则,三相负载可接成星形或三角形。

当负载的额定相电压等于电源相电压时,负载接成星形;当负载的额定相电压等于电源线电压时,负载接成三角形。

4. 负载作星形连接时,I L=I P,当负载对称或负载不对称作Y O(三相四线制)连接时,负载的相电压即电源的相电压,与电源的线电压U L间保持U L=√3U P、相位超前30º关系。

若负载不对称作Y形(三相三相制,无中线)连接时,则以上关系不存在。

可见,中线的作用是不论负载是否对称,可使三相负载的相电压保持对称。

5. 负载作三角形连接时,负载的相电压为电源的线电压,即U P=U L,当负载对称时,I L=√3I P、线电流相位滞后对应的相电流30º。

当负载不对称时,不存在上述关系。

6. 三相负载的有功功率和无功功率分别等于每相负载的有功功率和无功功率之和,即P=P A+P B+P CQ=Q A+Q B+Q CS=√P2+Q2C若负载对称时,则有如下计算公式P=3U P I P cosϕ=√3U L I L cosϕQ=3U P I P sinϕ=√3U L I L sinϕS=√P2+Q2=3U P I P=√3U L I L上式对星形联接和三角形联接的三相负载均适用。

电工电子技术教案完整版

电工电子技术教案完整版

电工电子技术教案完整版一、教学内容本节课选自《电工电子技术》教材第四章第三节,详细内容为“交流电路的功率分析”。

主要包括交流电路的功率计算、功率因数的提高、以及三相交流电路的功率分析。

二、教学目标1. 理解并掌握交流电路有功功率、无功功率和视在功率的计算方法。

2. 了解功率因数的重要性,掌握提高功率因数的方法。

3. 掌握三相交流电路的功率计算,并能应用于实际电路分析。

三、教学难点与重点难点:交流电路的功率计算方法,尤其是无功功率的计算;三相交流电路的功率分析。

重点:有功功率、无功功率、视在功率的概念及计算方法;提高功率因数的方法。

四、教具与学具准备1. 教具:电路图示板、示波器、实验电路设备等。

2. 学具:电工电子技术教材、笔记本、计算器等。

五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)通过展示实际电路图,引导学生思考交流电路的功率问题。

2. 理论讲解(15分钟)(1)介绍有功功率、无功功率、视在功率的定义及计算方法。

(2)讲解功率因数的概念,分析功率因数对电路的影响。

(3)介绍提高功率因数的方法。

3. 例题讲解(15分钟)分析一个具体的交流电路,演示如何计算有功功率、无功功率和视在功率。

4. 随堂练习(10分钟)让学生独立计算一个交流电路的功率,并讨论提高功率因数的方法。

5. 三相交流电路功率分析(15分钟)(1)介绍三相交流电路的组成和特点。

(2)讲解三相电路的功率计算方法。

(3)通过实例分析,演示三相电路功率的计算。

六、板书设计1. 交流电路功率计算公式。

2. 提高功率因数的方法。

3. 三相交流电路功率计算公式。

七、作业设计1. 作业题目:计算给定交流电路的有功功率、无功功率、视在功率,并分析提高功率因数的方法。

2. 答案:略。

八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等方式,使学生掌握了交流电路的功率计算方法,并能应用于实际电路分析。

课后,教师应关注学生对功率计算公式的掌握程度,及时解答学生在作业中遇到的问题。

《电工技术》任务4.3.1 RLC串联电路特性的测试和分析

《电工技术》任务4.3.1 RLC串联电路特性的测试和分析

tg UL UC 0.75 UR
36.90
课堂练习:由电阻为120Ω,电感为100Ω的电感性元件和容抗 为190Ω的电容性元件组成串联电路,已知电流为20mA,求电 源电压和各元件的端电压,绘出电流和各电压的相量图,并 比较个部分电压大小。
解:

U 3 36.90 V


UL U R

解:设 I 2000 mA


UR R I 120 2010300 2.400 V


UL jXL I 100900 2010300 2900 V


UC jXC I 190 900 2010300 3.8 900 V
U U2R (UC UL )2 2.42 1.82 3
解:(1)感抗: XL ωL 6240 50103 312(Ω)
容抗:
XC
1 ωC
1 6240 1106
160.3(Ω)
X XL XC 312 160.3 151.7(Ω)
阻抗: Z R jX 100 j151.7 181.756.6( Ω)
(2)将u用相量表示为

U
10
0
7.070( V)
解:感抗、容抗、阻抗分别为
XL L 314 414103 13(0 Ω)
XC
1 C
1 314 63.7 106
5(0 Ω)
Z
R
jX
R
j(XL
X

C
60 j(130 50) 60 j80 10053.1Ω
交流电源电压

U 22020V
电路中的电流

•U I
22020

《电工电子技术与技能》教案

《电工电子技术与技能》教案

《电工电子技术与技能》教案第一章:电工电子技术基础1.1 电流、电压和电阻的概念1.2 电路的基本元件1.3 电路的基本定律1.4 电路的简单分析方法第二章:直流电路2.1 直流电路的基本概念2.2 直流电路的基本定律2.3 直流电路的简单分析方法2.4 常用电路元件的识别与检测第三章:交流电路3.1 交流电路的基本概念3.2 交流电路的基本定律3.3 交流电路的简单分析方法3.4 交流电路的功率计算第四章:磁路与变压器4.1 磁路的基本概念4.2 变压器的基本原理4.3 变压器的结构与分类4.4 变压器的检测与维护第五章:电子元器件5.1 半导体基础知识5.2 常用半导体元器件5.3 集成电路的基本概念与分类5.4 常用集成电路的功能与应用第六章:电器设备与控制6.1 常用家用电器的结构与原理6.2 常用工业电器设备6.3 电器设备的控制原理与方法6.4 电器设备的安装与维护第七章:电机与变频器7.1 电机的基本原理与结构7.2 电机的分类与应用7.3 变频器的基本原理与功能7.4 变频器的应用与调试第八章:电力电子技术8.1 电力电子器件的基本原理与特性8.2 电力电子变换器的基本电路与控制8.3 电力电子技术的应用实例8.4 电力电子设备的安装与调试第九章:通信电子技术9.1 通信系统的基本原理与组成9.2 模拟通信技术9.3 数字通信技术9.4 通信电子设备的应用与维护第十章:电工电子技术综合应用10.1 电工电子技术在电力系统中的应用10.2 电工电子技术在工业控制中的应用10.3 电工电子技术在日常生活中的应用10.4 电工电子技术的创新与发展趋势重点和难点解析一、电流、电压和电阻的概念:电流、电压和电阻是电路分析的基础,理解这些基本概念对于后续电路分析至关重要。

二、电路的基本元件:电路的基本元件包括电源、导线、开关、电阻、电容和电感等,了解它们的特性和功能对于设计电路至关重要。

三、电路的基本定律:欧姆定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律是分析电路的基础,掌握这些定律对于解决电路问题至关重要。

电工技术第四章 正弦交流电路习题解答

电工技术第四章 正弦交流电路习题解答

tωi /A222032πtωi /A 2032π6πA102i 1i 第四章 正弦交流电路[练习与思考]4-1-1 在某电路中,()A t i 60 314sin 2220-=⑴指出它的幅值、有效值、周期、频率、角频率及初相位,并画出波形图。

⑵如果i 的参考方向选的相反,写出它的三角函数式,画出波形图,并问⑴中各项有无改变? 解:⑴ 幅值 A I m 2220有效值 A I 220= 频率 3145022f Hz ωππ===周期 10.02T s f== 角频率 314/rad s ω=题解图4.01 初相位 s rad /3πψ-=波形图如题解图4.01所示(2) 如果i 的参考方向选的相反, 则A t i ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32 314sin 2220π,初相位改变了,s r a d /32πψ=其他项不变。

波形图如题解图4.02所示。

题解图4.024-1-2 已知A )120314sin(101 -=t i ,A )30314sin(202 +=t i ⑴它们的相位差等于多少?⑵画出1i 和2i 的波形。

并在相位上比较1i 和2i 谁超前,谁滞后。

解:⑴ 二者频率相同,它们的相位差︒-=︒-︒-=-=1503012021i i ψψϕ (2)在相位上2i 超前,1i 滞后。

波形图如题解图4.03所示。

题解图4.03+1+j1m I ∙2m I ∙mI ∙︒60︒30︒1.234-2-1 写出下列正弦电压的相量V )45(sin 2201 -=t u ω,)V 45314(sin 1002 +=t u解:V U ︒-∠=∙4521101 V U︒∠=∙4525024-2-2已知正弦电流)A 60(sin 81 +=t i ω和)A 30(sin 62 -=t i ω,试用复数计算电流21i i i +=,并画出相量图。

解:由题目得到Aj j j j I I I m m m ︒∠=+=-++=︒-︒+︒+︒=︒-∠+︒∠=+=∙∙∙1.231093.32.9)32.5()93.64()30sin 630cos 6()60sin 860cos 8(30660821所以正弦电流为)A 1.23(sin 101 +=t i ω题解图4.04 相量图如题解图4.04所示。

《电工电子技术》课程教学大纲

《电工电子技术》课程教学大纲

《电工电子技术》课程教学大纲一.课程基本信息开课单位:电子信息学院电子工程系电工电子教研室课程编号:03040089b英文名称:Electrotechnics and Electronics学时:总计48学时,其中理论授课48学时,实验(含上机)0学时学分:3.0学分面向对象:物流管理、应用物理学、生物工程等本科专业先修课程:高等数学、大学物理教材:《电路与电子技术》(电工学Ⅰ),朱伟兴主编,高等教育出版社,2008年六月第一版主要教学参考书目或资料:1.《电工学》(第六版)上册电工技术、《电工学》(第六版)下册电子技术,秦曾煌主编,高等教育出版社,2003年12月第六版2.《电工学(第六版)学习辅导与习题选解》,秦曾煌主编,高等教育出版社3.《电工学(第六版)习题全解(上下册)》,姜三勇主编,高等教育出版社二.教学目的和任务《电工电子技术》是面向高等工科学校非电类专业开设的一门技术基础课程。

目前,电工电子技术应用十分广泛,发展迅速,并且日益渗透到其他学科领域,促进其发展,在我国社会主义现代化建设中具有重要的作用。

本课程的教学目的和任务是:使学生通过本课程的学习,获得电工电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能,了解电工电子技术的应用和我国电工电子技术发展的概况,为今后学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。

本课程理论严谨,系统性、逻辑性强,对培养学生的辨证思维能力,树立理论联系实际的科学观点和提高学生分析问题、解决问题的能力有着重要的作用,是培养复合型人才的重要组成部分。

三.教学目标与要求本门课程通过不同的教学方法和教学手段,使学生掌握电路理论、安全用电、模拟电子技术、数字电子技术、EDA技术等电工技术领域中的基本理论、基本知识;初步掌握一般电路和电子电路的分析方法;了解常用电子器件的作用和功能;了解电工电子技术领域中的新理论、新技术、新知识。

四.教学内容、学时分配及其基本要求第一章电路的基本概念与定律(5学时。

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R
i
+
_u R
_
正弦交流电的优越性:
正半周
便于传输;易于变换
便于运算;
有利于电器设备的运行;
.....
负半周
正弦电压
u Umsin(ωt u )
正弦电流
i I m sin( t i )
u、i u
i
i O
ωt
u
T 2
一、瞬时值、 幅值与有效值
瞬时值必须小写
瞬时值:i、u 幅值:Im、Um
幅值必须大写, 下标加 m。
有效值:与交流热效应相等的直流定义。
T
0
i2R dt
I 2RT
交流 直流
则有 I 1 T i 2dt
T0
有效值必
须大写
1 T
T 0
Im2 sin2
ωt
dt
Im 2
同理: U Um
2
注意: 交流电压、 电流表测量 数据为有效 值。交流设 备名牌标注 的电压、电 流均为有效 值.
熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法, 会画相量图; 3. 掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时 功率、无功功率和视在功率的概念; 4.了解串、并联谐振的条件及特征; 5.了解提高功率因数的意义和方法。
第一节 正弦交流电路的基本概念
正弦量:
随时间按正弦规律做周期变化的量。
ui
+ _
i
t
_
+
_u
二、周期、频率和角频率
周期T:变化一周所需的时间 (s)
频率f: 角频率:
ω
f
1
2πT
(Hz)
2πf (rad/s)
T
i
O
T
t
* 电网频率:我国 50 Hz ,美国 、日本 60 Hz * 高频炉频率:200 ~ 300 kHZ * 中频炉频率:500 ~ 8000 Hz * 无线通信频率: 30 kHz ~ 30GMHz
r
(1) 代数式 A =a + jb
0 a +1
式中: a r cos b r sin
(2) 三角式
r A a 2 b2复数的模
arctan b 复数的辐角
a
A r cos j r sin r (cos jsin )
由欧拉公式:
cos
ej
ej 2
,
sin
ψ
ej
ej 2j
或:
U m Ume j Um
相量的模=正弦量的最大值 相量辐角=正弦量的初相角
注意:
电压的幅值相量
①相量只是表示正弦量,而不等于正弦量。
? i Imsin(ω t ) = Ime j Im
②只有正弦量才能用相量表示, 非正弦量不能用相量表示。
③只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上。
第四章 交流电路分析
第一节 正弦交流电路的基本概念 第二节 正弦量的相量表示方法 第三节 KCL和KVL的相量形式 第四节 RLC元件的交流电路 第五节 简单交流电路分析
第六节 电路的谐振 第七节 非正弦周期电流电路的计算
第四章 交流电路分析
本章要求
1. 理解正弦量的特征及其各种表示方法; 2. 理解电路基本定律的相量形式及阻抗;
10A
i
i2
15 0
i1
30
解: Im1 Im2 10A
1 15 2 30
t 瞬时值的表达式为:
i1 10sin(t 15)A
i2 10sin(t 30)A
相位差为: 1 2 45 i1超前i245°
第二节 正弦量的相量表示方法
一、 复数的概念及运算 设A为复数:
+j
b
A
U I
U I
④相量的两种表示形式
相量式: U Uejψ U ψ U( cos jsin )
相量图: 把相量表示在复平面的图形
可不画坐标轴
⑤相量的书写方式
• 模用最大值表示时 ,则用符号:U m 、Im
• 实际应用中,模多采用有效值,符号: U 、I 如:已知 u 220 sin(ω t 45)V
起点或参考点
电流i初相位 u、i u
电压u初相位
i
i O
ωt
u
注意:
T 2
计时起点不同,初相位不同。
正弦量的三要素
设正弦交流电流: Im i
i Im sin t
O
2
t
T
初相位:决定正弦量起始位置
角频率:决定正弦量变化快慢
幅值:决定正弦量的大小
幅值、角频率、初相位称为正弦量的三要素。
四、同频率正弦量的相位差
A1 A2
A1
A e j(12 ) 2
A1
A2 1 2
A1 A2
A1 A2
e j(1 2 )
A1 A2
1 2
二、正弦量的相量表示方法 u
波形图
O
ωt
瞬时值表达式 u Umsin( t )
相表示:
U Ue j U
必须 小写
相量的模=正弦量的有效值 相量辐角=正弦量的初相角
相量: 表示正弦量的复数称相量
可得: ej cos jsin
(3) 指数式 A r e j
(4) 极坐标式 A r
A a jb r cos j r sin rej r
复数的加减运算: A1 a1 jb1 A2 a2 jb2
A1 A2 (a1 a2 ) j(b1 b2 )
复数的乘除运算:A1 A1 e j1 A2 A2 e j2
两同频率的正弦量之间的初相位之差。
如:u Umsin( ω t 1 )
i Imsin( ω t 2 )
( t 1) ( t 2 )
1 2
ui u i
若 1 2 0
O
电压超前电流
ωt
1 2 0 电流超前电压
ui i
u
O
ωt
电压与电1 流同2 相 0
ui u
i
O
ωt
三、相位和初相位
相位:正弦量表达式中的角度称为相位角,简称相位。
反映正弦量变化的进程。
正弦电压 u Umsin(ωt u ) 的相位为 (ωt u )
正弦电流 i I m sin( t i ) 的相位为(t i )
相位的单位:弧度(rad)或度。
初相位:t=0时刻的相位(初相)。给出了观察正弦波的
则U m 220ej45V或 U 220 e j45V 2
⑥“j”的数学意义和物理意义
e 旋转 90因子: j90
ej90 cos 90 jsin90 j
设相量 A re j B
+j
A
• 相量 A 乘以 ej90 ,
A 将逆时针旋转 90,得到B
1 2 90 电流超前电压 90
ui u i
O
ωt
90°
1 2 180
电压与电流反相
ui u i
O
ωt
注意:
① 两同频率的正弦量之间的相位差为常数, 与计时的选择起点无关。
i i1
i2
O
t
② 不同频率的正弦量比较无意义。
例4-1 两个正弦交流电流的波形如图所示,试写出 各自瞬时值的表达式,并求出它们之间的相位差。
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