汽车电工电子第二章交流电PPT
合集下载
汽车电工与电子技术基础
波形图
两个正弦信号的相位关系
▪
若φ
φu
φi
u,i
π， 2
称
u与i 正交。来自u iot
φ
波形图
二、正弦交流电的相量表示
▪ 解析式 i Im sint i
i
▪ 波形图
t
▪ 相量
重点
因前两种不便于运算，所以引出相量表示法。
所谓相量表示法就是用模值等于正弦量的最大 值（或有效值），辐角等于正弦量的初相的复数对 应地表示相应的正弦量。
无功功率单位 乏尔（Var）
2.4 RLC 串联电路
一、电压与电流关系
i
相量关系式：
U [R j( X L X C )]I
R uR
电阻
u
L
uL
复阻抗：
U I
Z
R
j( X L
XC)
R
jX
C
阻抗的单位为欧姆（）
uC
电抗 X X L X C
因此：
相量形式的欧姆定律
U [R j( X L X C )] I Z I
提高功率因数，常用的方法是与感性负载并 联电容器。
IC
+ I U
I1
R IC
C
L
-
U
1 I
I1
并联电容C的计算公式
C
P
U
2
(tg1
tg )
2.6 三相交流电路
一、三相电动势的产生
三个绕
组空间
U1
位置互
•
隔120°
S
定子
V2 •
• W2
相头 相尾 定子中的 U1 U2 三个绕组： V1 V2
中职教育-《汽车电工与电子基础》第二版课件：单元二 正弦交流电路(任成尧 主编 人民交通出版社).ppt
t
dt
Im 2
同理： U Um 2
E Em 2
注意： 交流电压、电流表测量数据为有效值
交流设备铭牌标注的电压、电流均为有效值
三、初相位与相位差 i i Imsin( ωt ψ)
相位：t ψ
反映正弦量变化的进程。 O
ωt
初相位： 表示正弦量在 t =0时的相角。
:给出了观察正弦波的起点或参考点。
相量图: 把相量表示在平面直角坐标系上的图形
Im
Um 最大值相量
I
U 有效值相量
可不画坐标轴
最大值相量表示用符号Im：Um Em 实际应用中多采用有效值相量，符号： I U E
注意:
①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。
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。
Um Im 2
sin2 ω t
UI
sin 2 ω t
(2) 平均功率 Ｐ
C是非耗
1T
P T 0 p dt
能元件
大 写
1
T
UI sin (2ω t)dt 0
T0
(3) 无功功率 Q
由 u 2Usinω t
i 2Uω C sin( ω t 90)
p i u Um Im sinω t sin( ω t 90)
U2
U
解： 画出 U1 U2 相量图
从相量图上看
φ U1
U
U12
U
2 2
32 42 5V
φ≈53.1°
于是可得u的三要素为
Um 5 2V ω=100πrad/s φ=53.1
u 5 2 sin(100 πt 53.10 )V
电工电子技术第2章
第2章 正弦交流电路
在交流电路中，因各电流和电压多 +j A 为同一频率的正弦量，故可用有向线段 b r 来表示正弦量的最大值(有效值) Im 、 ψ Um(I、U)和初相ψ ，称为正弦量的相量。 O a +1 在正弦量的大写字母上打“•”表示，如 图2-5 有向线段的表示正弦量 幅值电流、电压相量用 I m、 m表示，有 U • U 效值电流、电压相量用 I 、 表示。将电 U • 路中各电压、电流的相量画在同一坐标 φ I ψ 中，这样的图形称为相量图。 ψ 同频率的u和i可用图2-6相量图表示。 图2-6 u和i的相量图 即 超前 Iφ°，I或 U滞后φ°。 U
第2章 正弦交流电路
2.1
正弦交流电的基本概念
正弦交流电压和电流的大小和方向都按正弦规律 作周期性变化，波形如图2-1a。
u U m s in ( t u ) i I m s in ( t i )
(2-1)
为便于分析，在电路中电压参考方向用“+”、“–” 标出，电流参考方向用实线箭头表示；电压、电流实 际方向用虚线箭头表示如图2-1b、c所示
第2章 正弦交流电路
u Im O φ Ψu Ψi i Um
u
i
t
T
图2-2 u和i相位不等的正弦量波形图
当φ=0º 时，称u、I同相；当φ=180º 时，称u比i反相； 当φ=±90º 时，称u与i正交 。 u i u i
u i
ui
u
i
t
u
i
O a) 同相
t O
b) 反相
O c)正交
t
图2-3 正弦量的同相、反相和正交
第2章 正弦交流电路
新能源汽车电工电子与电力电子基础课件第1-2章
54
第六节 纯电感电路
一、 纯电感电路中电压与电流的相量关系
55
第六节 纯电感电路
二、 纯电感电路中瞬时功率的变化规律和能量转换过程
56
第六节 纯电感电路
57
第七节 纯电容电路
一、 纯电容电路中电压与电流的相量关系
58
第七节 纯电容电路
二、 纯电容电路中瞬时功率的变化规律和能量转换过程
59
方向和大小随时间做周期性变化， 而且在一个周期内的平均值等于零的电 流称为交变电流， 通称交流电， 常见的如单相或三相正弦交流电。
4
第一节 电源和负载
二、 电路的组成
双线制电路
5
第一节 电源和负载
二、 电路的组成
单线制电路
6
第一节 电源和负载
二、 电路的组成
双线制例：
7
第一节 电源和负载
二、 电路的组成
二、 参考点计算
27
第五节 电路的基本定律
一、 电路基本定律有哪些
电路的基本定律， 除欧姆定律外， 主要还有基尔霍夫电流 定律与基尔霍夫电压定律
28
第五节 电路的基本定律
二、 基尔霍夫电流定律
29
第五节 电路的基本定律
三、 基尔霍夫电压定律
30
谢谢
31
第二章 正弦交流电路
知识目标
能说出交流的描述量都有什么。 ２） 能说出单相 ２２０Ｖ 交流电的有效值是多少， 峰值是多少。 ３） 能说出三相 ３８０Ｖ 交流电的有效值是多少， 峰值是多少。 ４） 能说出单相 ３６Ｖ 交流电的有效值是多少， 峰值是多少。 ５） 能进行纯电容电路的计算。 ６） 能进行纯电感电路的计算。
算。
2
第六节 纯电感电路
一、 纯电感电路中电压与电流的相量关系
55
第六节 纯电感电路
二、 纯电感电路中瞬时功率的变化规律和能量转换过程
56
第六节 纯电感电路
57
第七节 纯电容电路
一、 纯电容电路中电压与电流的相量关系
58
第七节 纯电容电路
二、 纯电容电路中瞬时功率的变化规律和能量转换过程
59
方向和大小随时间做周期性变化， 而且在一个周期内的平均值等于零的电 流称为交变电流， 通称交流电， 常见的如单相或三相正弦交流电。
4
第一节 电源和负载
二、 电路的组成
双线制电路
5
第一节 电源和负载
二、 电路的组成
单线制电路
6
第一节 电源和负载
二、 电路的组成
双线制例：
7
第一节 电源和负载
二、 电路的组成
二、 参考点计算
27
第五节 电路的基本定律
一、 电路基本定律有哪些
电路的基本定律， 除欧姆定律外， 主要还有基尔霍夫电流 定律与基尔霍夫电压定律
28
第五节 电路的基本定律
二、 基尔霍夫电流定律
29
第五节 电路的基本定律
三、 基尔霍夫电压定律
30
谢谢
31
第二章 正弦交流电路
知识目标
能说出交流的描述量都有什么。 ２） 能说出单相 ２２０Ｖ 交流电的有效值是多少， 峰值是多少。 ３） 能说出三相 ３８０Ｖ 交流电的有效值是多少， 峰值是多少。 ４） 能说出单相 ３６Ｖ 交流电的有效值是多少， 峰值是多少。 ５） 能进行纯电容电路的计算。 ６） 能进行纯电感电路的计算。
算。
2
汽车电工电子技术PPT课件
dt
Im
sint
90
电压超前电流90度角。电压与电流有效值关系：U X C I或I 电压与电流向量关系： U j X C I
U XC
其中容抗
XC
1
C
1
2fC
电感平均功率为零，即产生无功功率，大小为： QC UI
U2 XC
第三章 交流电路
4.RLC串联交流电路
（1）电压与电流关系
电流为 i Im sin t 时，各元件端电压为 uR U Rm sin t
第三章 交流电路
二、三相交流电路 1.三相交流电源
以A相线为参考，可得
uA Um sin t
uB Um sint 120 uC Um sint 240 Um sint 120
第三章 交流电路
在低压配电系统中，
2.三相负载的连接 （1）负载的星型连接
三u相A ,电uB压, u为C220V。 uAB三, u相B之C ,间uC的A线电压为380V。
（3）复数的运算
A a1 ja2 A1 B b1 jb2 B2
则有 A B a1 b1 ja2 ， b2
第三章 交流电路
3.单一参数正弦交流电路
（1）纯电阻交流电路
电流瞬时值 i Im sin t
电阻两端电压 u iR RIm sin t Um sin t
有效值电流电压关系 U IR
第三章 交流电路
（2）负载的三角形连接
第四章 常见电机
常见的电机分为直流电机、交流异步电机和交流同步发电机。直流电机和交流同步发电机 广泛应用于汽车当中。 一、直流电动机 1.直流电机的结构
直流电机都有静止部分和旋转部分。静止部分称为定子，旋转部分称为转子，定子和转子 之间的间隙称为空气隙。汽车起动机属于典型的串励式直流电机。 （1）定子部分分为主磁极、换向磁极、电刷装置、机座、端盖。
Im
sint
90
电压超前电流90度角。电压与电流有效值关系：U X C I或I 电压与电流向量关系： U j X C I
U XC
其中容抗
XC
1
C
1
2fC
电感平均功率为零，即产生无功功率，大小为： QC UI
U2 XC
第三章 交流电路
4.RLC串联交流电路
（1）电压与电流关系
电流为 i Im sin t 时，各元件端电压为 uR U Rm sin t
第三章 交流电路
二、三相交流电路 1.三相交流电源
以A相线为参考，可得
uA Um sin t
uB Um sint 120 uC Um sint 240 Um sint 120
第三章 交流电路
在低压配电系统中，
2.三相负载的连接 （1）负载的星型连接
三u相A ,电uB压, u为C220V。 uAB三, u相B之C ,间uC的A线电压为380V。
（3）复数的运算
A a1 ja2 A1 B b1 jb2 B2
则有 A B a1 b1 ja2 ， b2
第三章 交流电路
3.单一参数正弦交流电路
（1）纯电阻交流电路
电流瞬时值 i Im sin t
电阻两端电压 u iR RIm sin t Um sin t
有效值电流电压关系 U IR
第三章 交流电路
（2）负载的三角形连接
第四章 常见电机
常见的电机分为直流电机、交流异步电机和交流同步发电机。直流电机和交流同步发电机 广泛应用于汽车当中。 一、直流电动机 1.直流电机的结构
直流电机都有静止部分和旋转部分。静止部分称为定子，旋转部分称为转子，定子和转子 之间的间隙称为空气隙。汽车起动机属于典型的串励式直流电机。 （1）定子部分分为主磁极、换向磁极、电刷装置、机座、端盖。
《电子电工技术》课件——第二章 单相交流电路
例2：已知相量，求瞬时值。
已知两个频率都为 1000 Hz 的正弦电流其相量形
式为： I1 100 60 A I2 10 e j30 A
求： i1、i2
解：
2
f
2 1000 6280
rad s
i1 100 2 sin(6280t 60 ) A
i2 10 2 sin(6280t 30 ) A
u i
90
U
IL
t
I I
C. 有效值 U IL
定义： X L L
则： U I X L
U IL
感抗（Ω） XL
感抗（XL =ωL ）是频率的函数， 表示电感电路中电压、 电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。
ω
d. 相量关系
U
则：U I L e j90 I ( jX )
L
设： I I0
设： U1 a1 jb1 U 2 a2 jb2
则：
U U1 U2 (a1 a2 ) j(b1 b2 ) Ue j
2. 乘法运算
： 设
U1 U1e j1 U 2 U 2e j2
则： 3. 除法运算
U U1 U 2 U1 U 2 e j(12 )
则：
U1 U 2
U1 U2
U e j
U
指数式 极坐标形式
三、正弦量的相量运算
1、相量图运算
例：同频率正弦波相加 -- 平行四边形法则
u1 2U1 sin t 1
u2 2U2 sin t 2
U 2
U
同频率正弦波的 相量画在一起， 构成相量图。
2
1 U1
U U1 U 2
相量的复数运算
1. 加 、减运算
汽车电工电子第二章交流电PPT
电网运行
通过调度中心对电网进行实时监控和调度，确保 电网安全、稳定和经济运行。
智能电网
利用先进的信息技术和通信技术对传统电网进行 智能化改造，提高电网的可靠性和效率。
04 交流电机与设备
交流电机的工作原理
交流电机利用磁场和电流的相互作用 产生旋转力矩，从而实现电机的旋转。
当交流电机的转子在磁场中旋转时， 转子上的导体切割磁力线，产生感应 电动势，从而产生电流。
交流电的特点
交流电与直流电的区别
交流电和直流电是两种不同的电流形 式，它们在产生、传输和应用等方面 存在明显的差异。
交流电具有周期性、频率和相位等特 性，这些特性决定了交流电的应用范 围和效果。
学习目标
掌握交流电的基本概 念和特点；
能够在实际应用中正 确选用和使用交流电 设备。
了解交流发电机和电 动机的工作原理；
交流电的传
高压输电
通过升高电压等级进行远距离传 输，以减小线路损耗和降低线路
成本。
变压器
用于升高或降低电压以满足不同 设备的需求，变压器由变压器绕
组和铁芯组成。
配电系统
将高压输电线路中的电能分配给 用户，包括变电站、配电线路和
低压配电设备等。
交流电网
电网组成
由发电厂、输电线路、变电站和配电系统等组成， 实现电能的集中生产、传输和分配。
介绍汽车传感器的基本原理、分类及其在汽车中的应用。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
详细阐述了变压器的工作原理 、变比计算以及在汽车中的应 用。
三相交流电机
介绍了三相交流电机的结构、 工作原理及其在汽车中的应用
。
下章预告
直流电机与步进电机
通过调度中心对电网进行实时监控和调度，确保 电网安全、稳定和经济运行。
智能电网
利用先进的信息技术和通信技术对传统电网进行 智能化改造，提高电网的可靠性和效率。
04 交流电机与设备
交流电机的工作原理
交流电机利用磁场和电流的相互作用 产生旋转力矩，从而实现电机的旋转。
当交流电机的转子在磁场中旋转时， 转子上的导体切割磁力线，产生感应 电动势，从而产生电流。
交流电的特点
交流电与直流电的区别
交流电和直流电是两种不同的电流形 式，它们在产生、传输和应用等方面 存在明显的差异。
交流电具有周期性、频率和相位等特 性，这些特性决定了交流电的应用范 围和效果。
学习目标
掌握交流电的基本概 念和特点；
能够在实际应用中正 确选用和使用交流电 设备。
了解交流发电机和电 动机的工作原理；
交流电的传
高压输电
通过升高电压等级进行远距离传 输，以减小线路损耗和降低线路
成本。
变压器
用于升高或降低电压以满足不同 设备的需求，变压器由变压器绕
组和铁芯组成。
配电系统
将高压输电线路中的电能分配给 用户，包括变电站、配电线路和
低压配电设备等。
交流电网
电网组成
由发电厂、输电线路、变电站和配电系统等组成， 实现电能的集中生产、传输和分配。
介绍汽车传感器的基本原理、分类及其在汽车中的应用。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
详细阐述了变压器的工作原理 、变比计算以及在汽车中的应 用。
三相交流电机
介绍了三相交流电机的结构、 工作原理及其在汽车中的应用
。
下章预告
直流电机与步进电机
电工电子学§2交流电路
§2、交流电路日常使用的交流电为正弦交流电。
非正弦交流电可分解为多个不同频率正弦量之叠加。
一、正弦量三要素： 频率、幅值、初相 1、f 、T 、ω: πω==2T 1f ，T2f 2π=π=ω 根据国家标准GB ，工业频率： f=50 Hz ， T=0.02 s ， ω=314 rad/s 2、m I 、i 、I ： ()ψ+ω=θ=t sin I sin I i m m ()ψ+ω=t sin I 2定义：交流量的有效值是热效应与之相同的直流量的大小。
即RT I t Rd i 2T2=⎰。
则：()2I t d t sin I T 1t d i T1I mT 022m T 02=ψ+ω=⎰⎰正弦电流 ， 同理有： 2U U m =， 2E E m=。
3、ϕψθ、、 ：ψ+ω=θt ：相位 反映正弦量变化进程；()0θ=ψ ： 初相位 反映正弦量变化起点，通常取ψ=0者为参考正弦量； 2121ψ-ψ=θ-θ=ϕ ：相位差 反映同一频率的正弦量之间相位关系。
负载两端电压与其电流的相位关系能反映负载的性质，约定i u ψ-ψ=ϕ： 当ϕ＞0 称u 超前i ，表明负载为感性；当ϕ＜0 称u 滞后i ，表明负载为容性； 当ϕ＝2π±称u 、i 正交，表明负载为纯电感)2(π或纯电容)2(π-性；当ϕ＝ 0 称u 、i 同相，表明负载为纯电阻性；当ϕ＝π± 称u 、i 反相，表明负载为纯电阻性。
二、相量法：相量法_____正弦函数分析运算很繁锁，借助复数运算简化正弦函数分析的方法称相量法。
相量_____用复数表征的正弦量称相量。
正弦量(实数域)与相量(复数域)两者只是映射关系，不是等量关系。
1、 复数与正弦量：复数 复平面上静矢量描述的点（如图示）：ψ=j e r A = r ∠ψ ， 复函数 复平面上旋转矢量描述的点集：)t (j t j j e r ee r )t (A ψ+ωωψ== ，由欧拉公式得：]A Im[j ]A Re[)t sin(r j )t cos(r )t (A +=ψ+ω+ψ+ω=可见复函数的虚部即正弦函数，两者可建立映射关系；又在一定频率下，分析同频正弦量的幅值、相位关系可于t ＝0时确定，上述A （0）＝A ；说明可用复数直接表征同频正弦量：模r_ 映射正弦量幅值、辐角ψ_映射正弦量初相位。
汽车电工电子2章正弦交流电路(2)(朱明zhubob
相量图为：
IC
.
ICA 30°
30°
.
30°
IB
.
IBC
.
IAB
.
IA
返回
二.负载不对称
在三角形联结的三相电路中,不管负 载是否对称,负载的相电压等于电源的线 电压,总是对称的,在负载不对称时.电流不 对称.要逐相计算,相、线电流之不再满足
√3 倍的关系 .
返回
例: 某三相对称负载Z1=17.4+j10Ω，Z2= 8-j6Ω，
返回
. . İO=İA+İB+İC=0
相量图为:
UC IC
φ
. .IB φ
. .φ UA
IA
UB
结论:三相对称负载作星形联结时, 计算
时只需计算一相,另外两相根据对称关系
直接写出。
返回
2.负载不对称 在三相四线制电路中，不管负载是
否对称，电源的相电压和线电压总是对 称的，所以负载各相电压对称.由于负 载不对称，各相电流不对称，中性线电 流不为零.计算时需要三相分别计算。
三个首. 端.引出. 三根线与负载相联.
电压UA,UB,UC的参考方向 规定首端指向尾端.
返回
2.各点与线的名称. O为中性点(零点),由O点引出的线叫中性线 (零线).由A、B、C三端引出的线为端线 (火线). 3. 相、线电压的定义. 相电压:各端线与中性线之间的电压就是 相电压。用有效值UA,UB,UC 表示。 一般用UP表示,如图所示。
返回
A○
.
..
UA ZA
UCA
. . UAB O ○
IO ZC
UC
.
C ○.
. IC
汽车电工技术基础(上册)课件第2章 正弦交流电路
有效值 I =16.8 A
目录
2.1 正弦交流电路的基本概念 2.2 单相正弦交流电路 2.3 三相正弦交流电路
2.2 单相正弦交流电路
2.2.1 电阻元件的交流电路
1. 电压与电流的关系
根据欧姆定律 u iR 设 u Umsinω t
i
+
u
R
_
i u Umsinω t 2U sinω t
U 10
I
A 318mA
X L 31.4
（2）当 f = 5000Hz 时
X L 2πfL 2 3.14 5000 0.1Ω 3140Ω
U 10
I
A 3.18mA
X L 3140
所以电感元件具有通低频阻高频的特性。
Q U I I2XL U2 XL
单位：var
2.2.2 电感元件的交流电路
分析： 瞬时功率 p i u UI sin2ωt
ui ui
结论：
O
ωt 纯电感不消
i
+
u
-i u
-i u
i u+
可逆的能量 p - + + -
转换过程
+ p <0 + p <0
O
p >0
p >0
耗能量，只和 电源进行能量 交换（能量的 吞吐)。
ψ1 ψ2 0
u
i
电流超前电压
u
i
ψ1 ψ2 90 电流超前电压 90
ui u i
O
t
电压与ψ电1 流ψ同2 相 0
ui u i
O
t
O
90°
ωt
ψ1 ψ2 180
汽车电工电子技术2汽车交流电路
I Lm
sin(t
π) 2
3．纯电感电路的功率 1）瞬时功率 纯电感交流电路的瞬时功率为
p uLiL ULm sint
I Lm
sin(t
π) 2
U Lm I Lm
sin t
cost
ULIL
sin
2t
2）有功功率 根据图2-17可知，瞬时功率p的波形在横坐标上、下的面积
是相等的，因此电感的有功功率 P 0 W，所以电感不消耗能量，
S cos R UR
ZU
（2-31） （2-32） （2-33）
（二）RLC并联电路 由电阻R、电感L和电容C元件组成的并联电路称为RLC并联电路
，如图2-22所示。
图2-22 RLC并联电路
1．RLC并联电路中电流与电压的关系
设交流电路的电压为
u Um sin t 2U sin t
110 2 220 2 sinu0
即
sin u 0
1 2
得
u0 30° 或 u0 150°
由式（2-3）得该正弦交流电电压的角频率为
2 f 250 rad/s ≈314 rad/s
最后得到的交流电电压表达式为
u1 311sin(314t 30°) u2 311sin(314t 150°)
（2-3）
2．瞬时值、幅值和有效值
正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字母表示。 例如，i，u，e分别表示电流、电压及电动势的瞬时值。瞬 时值中的最大值称为幅值或最大值，它是正弦量在整个振荡 过程中达到的最大值，用大写字母加下标m表示。例如，Im， Um，Em分别表示电流、电压及电动势的幅值。
I 1 T i2dt T0
XC
1
C
汽车电工电子技术单元二正弦交流电路PPT课件
可 得
I Im 2
有效值电量必须大写，如：U、I
汽车电工电子技术
当 iIm si nt时， 可得
I Im 2
单
元 二
i可写为：
i= 2 I sin(t+)
正
弦
交 流 电
同理:
u= Um sin(t+)
U Um
2
u可写为： u= 2 U sin(t+)
汽车电工电子技术
问题与讨论
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
汽车电工电子技术
三、电容电路
i
基本关系式:
单
u
C
元
二
i C du dt
正 弦 交
设： u 2Usint
流
电
则： i C du 2UCcost
dt
2U Csin(t 90)
汽车电工电子技术
1.电容电路中电流、电压的关系
u 2Usin t
i 2U Csi nt (90 )
单
元
二
（ 1 ）频率相同
220V 的线路上?
单
元 二 正
~ 220V
电器 最高耐压 =300V
弦
交
流
电
有效值 U = 220V
电源电压
最大值 Um = 2 220V = 311V
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所以
不能用。
汽车电工电子技术
3. 相位 4.初相角
i2Isi nt
（t ）：正弦波的相位角或相位
单
m
二
写,下标加 m。 如：Um、Im
正
弦 交 流
在工程应用中常用有效值表示幅度。常用交流电表指示的 电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压220V，
第2章汽车电工电子技术课件PPT学习教案
第36页/共103页
电源输出的功率由负载决定。 负载大小的概念:
负载增加指负载取用的电流和功率增加(电压一 定)，而不是电阻增大。
第37页/共103页
2．开路状态
又称断路或空载状态。
（1）原因 开关断开或连接导线松脱 。 （2）特征
A IC
+
+
R0 U1=UOC +–E –
U2 –
R
1）电流I＝0
(b)
图（a）中，U与I参考方向一致，则U＝RI。
图（b）中，U与I参考方向不一致，则U＝-RI。 3）表示方法3种：
双下标UAB；极性“＋”、“－” ；箭头→。
第24页/共103页
基本物理量
3．电位
(1) 概念
度量电路中各点所具有的电位能大小的物理量。
电位=电场力将单位正电荷从该点移到参考点所做的功
手电筒的电路原理图
金属连片：相当于导 线，和开关一起连接电 源和负载，起传输和控 制作用，称为中间环节
。
第6页/共103页
2．电路的作用 (1)实现电能与其他形式能量的转换、传输和分配
电源 发电机
升压 变压器
输电线
降压 变压器
电灯 电动机 用 电炉 户
...
交流电的第传7页输/共与103转页 换
电力电路 （强电电路）
（3）单位
UAB＝W/Q
千伏(kV) 、伏特(V)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
（4）方向
1）电压的方向（实际方向）：习惯上规定从高电位点 指向低电位点，即电压降的方向。
第22页/共103页
2）参考方向：
在参考方向选 定后，电压值 才有正负之分 。
(+) 实际方向 (-)
电源输出的功率由负载决定。 负载大小的概念:
负载增加指负载取用的电流和功率增加(电压一 定)，而不是电阻增大。
第37页/共103页
2．开路状态
又称断路或空载状态。
（1）原因 开关断开或连接导线松脱 。 （2）特征
A IC
+
+
R0 U1=UOC +–E –
U2 –
R
1）电流I＝0
(b)
图（a）中，U与I参考方向一致，则U＝RI。
图（b）中，U与I参考方向不一致，则U＝-RI。 3）表示方法3种：
双下标UAB；极性“＋”、“－” ；箭头→。
第24页/共103页
基本物理量
3．电位
(1) 概念
度量电路中各点所具有的电位能大小的物理量。
电位=电场力将单位正电荷从该点移到参考点所做的功
手电筒的电路原理图
金属连片：相当于导 线，和开关一起连接电 源和负载，起传输和控 制作用，称为中间环节
。
第6页/共103页
2．电路的作用 (1)实现电能与其他形式能量的转换、传输和分配
电源 发电机
升压 变压器
输电线
降压 变压器
电灯 电动机 用 电炉 户
...
交流电的第传7页输/共与103转页 换
电力电路 （强电电路）
（3）单位
UAB＝W/Q
千伏(kV) 、伏特(V)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
（4）方向
1）电压的方向（实际方向）：习惯上规定从高电位点 指向低电位点，即电压降的方向。
第22页/共103页
2）参考方向：
在参考方向选 定后，电压值 才有正负之分 。
(+) 实际方向 (-)
汽车电工与电子基础正弦交流电优秀课件
前一页
目录3页4
三、单相正弦交流电路
1.纯电阻电流 2.纯电感电路 3.纯电容电路
前一页
目录3页5
1.纯电阻电路
（1）电流和电压的有效值（最大值或瞬时值） 满足欧姆定律。
（2）电路的功率。
前一页
目录3页6
纯电阻电路 a）电路图；b）波形图
前一页
目录3页7
2.纯电感电路
（1）电压与电流的有效值（或最大值）满足欧 姆定律。
①电容器接在直流电路中，只有在接换电路时，由于 电容器充电或放电，电路中才有电流通过（电荷的 移动）。
②电容器接在交流电路中，随着交流电的不断变化， 电容器将不断反复充放电，电路中形成不断变化的 电流（电荷不停地来回移动）。
③电容器在电路中工作时，它只是实现能量的转换， 并不消耗能量。
前一页
目录2页4
类似于RC电路，这时总电压滞后电流φ角。
（3）当XL=XC时，φ = 0，此时Z=R，则电路呈纯 电阻性质，类似于R元件电路，这时总电压和电 流同相，它又称为串联谐振电路。
51
例题[2-3]：如图所示的RLC串联电路，已知，
U=U2，R=4Ω，XL=3Ω，求XC（XC≠0），并判 断此电路的性质？
前一页
目录6页2
单元小结
1.交流电的概念 2.正弦交流电的三要素 3.单相正弦交流电路 4.三相正弦交流电路
前一页
目录6页3
64
（3）按工作频率分类；
（4）按用途分类。
前一页
目录2页6
常用电感器图形符号 a）一般电感；b）带磁芯电感；c）带铁芯电感
前一页
目录2页7
2）电感器的电感量
电感器的电感线圈产生磁场的能力，称 为该线圈的电感量（又称为自感系数），简 称电感。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
正弦交流电
16
2.4单一参数的正弦交流电路
2.4.1、纯电阻电路
根据欧姆定律
u=iR
电阻电路中电流、电压的 关系 1. 频率相同 2. 相位相同 · 3.有效值关系： u=iR
4.相量关系：U=I=∠0°
u
Hale Waihona Puke i R··I
U
17
思考与讨论
类比酸碱度，说明电路的阻性、容性和感 性。
30
电容电路中的功率
1. 瞬时功率p
i
u
i
i
i
i
u P
释放 能量
u
u
u
储存 能量
放电 P﹤0
P﹥0
放电
P﹥0
充电
P﹤0
充电
31
2. 平均功率P
iuP
i
2
P
u
2
P
0
2
ωt
纯电容电路中没有电能消耗：P=0
32
3. 无功功率Q
瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）
P UI sin 2t Q UI
22
电感电路中的功率
1. 瞬时功率p
P=ui=Umsin(ωt+90°)Imsinωt
=UIsin2ωt
u 1/π
0
P i 1/π
π
2π
23
2.平均功率
P
+
P＞0 I
释放 能量
P＜0
P
+
P＞0
释放 能量
P＜0
储存 能量
_
储存 能量
_
ωt
结论：以上为可逆的能量转换过程（能量 的吞吐），纯电感不消耗能量。
* 电网频率：中国50 Hz美国、日本60 Hz
* 有线通讯频率：300 -5000 Hz * 无线通讯频率：30 kHz -3×104 MHz
7
2.2.2交流电的大小(幅度)
1、最大值：在一个周期内所出现的最大瞬时值。下
标用小写字母“m”，如“Um”。
表达式：
Um U 2
u=Umsin（ω t+ϕ）
电阻端电压为：
UR
I
uR 2U R sin t
uL 2U L sin （ t 90 ）
0
35
电感端电压为：
2.5电感和电容的交流电路
UL
L
C
R
U
i
u
UC
I
36
阻抗、电压及功率三角形关系
XL—Xc
Z
R
阻抗三角形
UR=RI
电压三角形
UL-UC=（XL-Xc）I
P=URI
功率三角形
37
2
观察与思考
1、把正弦交流电与直流电作个比较？ 2、在我们的生活中那些电器用的是交 流电。
3
2.1概述
交流电的概念 如果电流或电压每经过一定时间（T）就 重复变化一次，则此种电流、电压称为周期 性交流电流或电压。如正弦波、方波、三角 波、锯齿波等。
u
u t
T
4
T
t
2.1.2正弦交流电路
如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按 正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和 方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电 路。 正弦交流电的优越性： 便于变压、传输；电器设备结构简单、成本 低、使用维护方便；便于交流变直流；
3. 有效值
I I UC， 或U C
定义：X
C
1 1 ， C 2fC
（X
C
为容抗， 单位） XCI
则：U
29
讨论
1 容抗 X C 是频率的函数，表示电容电路中 C
电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。
频率f 一定时，容抗XC与电容量C成反比，即C越 大，XC 越小。 电容C 一定时，容抗XC 与频率f 成反比。
汽车电工与电子基础
（第二章 正弦交流电）
主讲:张闽临
赣州华坚科技职业学校
1
第二章 正弦交流电路
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； 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，了解有功功 率、无功功率和视在功率的概念； 4、了解正弦交流电路的频率特性； 5、了解提高功率因数的意义和方法。
5
2.2正弦交流电的基本物理量
2.2.1描述变化周期 的几种方法：
1. 周期T：变化一周所需 的时间单位：秒，毫秒..
2. 频率f：每秒变化的次 数单位：赫兹，千赫兹...
1 T f
2 2f T
6
2.1.1周期与频率
3. 角频率ω ：每秒变化 的弧度单位：弧度/秒
小常识
（电容性无功取负值）
33
小结
1. 单一参数电路中的 基本关系
电路参数R 基本关系：
I
U
I
电路参数L 基本关系：
U=RI
U
I
di uL dt 电路参数C 基本关系： du i C dt
U
34
2.4.4电阻、电感、电容串联电路
2.4.1电流与电压的关系
UR
UL
UL
阻抗角
U
设： i=Imsinωt
i2 i2
ωt
i1
ϕ1 ϕ2
正交关系i1 落后i2 90°
ωt
i1
i1 i2
ωt
i2
ωt
ϕ2=ϕ1
相同相位ϕ1
= ϕ2
相反相位ϕ = 180 °
13
交流电三要素的代数式例题：
瞬时值u=155.5V 有效值U=220V 角频率ω =314
u 220 2 sin （ 314 t
最大值Um=311V 频率f=50Hz
0
eC EC sin （ t 120 ）
0
三相电动势的特征： 大小相等，频率相同，相位互差120º。
42
42
3.5.2三相对称电动势
e eA
120°
eB
240°
eC
360°
波形图
ωt
eB
120°
120° 120°
eA
矢量图
43 43
eC
3.5.3 三相交流电源的连接
一、星形接法（Y ）
观察与思考
1、为什么变压器和电动机不是纯电感 电路？会发热消耗功率。
38
单相电动势的产生
在两磁极中——放一个线 圈——以ω的速度顺时针旋 转——而产生感应电流。 根据右手定则可知，线圈中 产生感应电动势，其方向由 A→ X 。
Y N
ω
S
α
O
O′
A S
39 39
Em
180° 270° 360°
26
2.4.3纯电容电路
基本关系式:
u i C
du iC dt
设：u Um sin （ t 0 ）
0
i Imsin （ t 90 ）
0
27
电容电路中电流、电压的关系
1. 频率相同 2. 相位相差90°（u 落后i 90°）
i
u
I领先U90°
i
ωt
90°
90° u
28
2、瞬时值：交流电某一时刻所对应的数值。电量用 小写字母，如u、i等。
表达式：
8
交流电的大小(幅度)
3、有效值：让一个交流电电流和一个直流电 流分别通过相同阻值的电阻，如果在相同时间 内产生的热量相等，那么就把这一直流电的数 值叫有效值。电量必须大写字母，如U、I。 表达式：
4、平均值：指半个周期内的平均值。下标用 小写字母“av”，如“Uav”。 表达式：Uav=0.637Um
18
2.4.2纯电感电路
基本关系式：
di u dt
i
u L
i=Imsin（ωt+0 °） u=Umsin（ωt+90°）
电感电路中电流、电压的 关系 1. 频率相同2. 相位相差 90°（u 领先i 90°）
19
3. 有效值
U=Iω L
XL=ω L=2π fL，XL为感抗，单位是“Ω ”
C
三相三线制特点：线电压Ul=相电压Up
45 45
5.4 三相负载星形接法:
A N C iA A iN ZA ZA iA
iC
ZC
ZB iB C
iC ZC B
iB ZB
B
三相不对称负 载的星形联结
三相对称负载 的星形联结
46 46
三相负载星形接实际电路:
A B C N FU
三相对 称负载 的星 形联结
11
两个同频率正弦量间的相位差( 初相差) i i1 i2
ϕ1
ϕ2
ωt
i1= Im1sin(314t+30°) i2= Im2sin(314t+90°)
（两个同频率正弦量在任何瞬时的相位之差叫相位差， 即90°-30°= 60°）
12
两种正弦信号的相位关系
i1
ϕ2 ϕ1
相位领先i1 领先i2
O
90°
ωt
Y′
单相发电机原理图