第28讲 单相正弦交流电路的应用
单相正弦交流电路
单相正弦交流电路所谓正弦交流电路，是指含有正弦电源（激励）而且电路中各部分所产生的电压和电流（响应）均按正弦规律变化的电路。
2.1正弦电压和电流等物理量，常通称为正弦量。
正弦量的特征表现在变化的快慢，大小以及初始值三个方面，而他们分别由频率（或周期），幅值（或有效值）和初相位来确定，所以频率，幅值和初相位就称为确定正弦量的三要素。
2.1.1 周期与频率正弦量变化一次所需的时间（秒）称为周期T。
每秒内变化的次数称为频率，它的单位是[赫兹]（Hz）。
频率是周期的倒数，即频率还可以用角频率ω来表示，因为一周期内经历了2幅度，所以角频率为2.1.2 相位、初相和相位差正弦量也可用下式表示为：上式中的角度称为正弦量的相位角或相位。
T＝0时的相位角称为初相位角或初相位。
两个同频率正弦量的相位角之差或初相位之差，称为相位角差或相位差，用表示。
由图示的正弦波可见，因为u和i的初相位（不同相），所以它们的变化步调是不一致的，即不是同时达到正的幅值或零值。
图中，所以u较i先达到正的幅值。
这时我们说，在相位上u比I超前角，或者说i比u滞后角。
2.1.3 振幅与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，如i，u，e分别表示电流，电压和电动势的瞬时值。
瞬时值中最大的值称为幅值或最大值，用带下标m 的大写字母表示，如I，U及E分别表示电流，电压及电动势的幅值。
mmm某一周期电流I通过电阻R（譬如电阻炉）在一个周期内产生的热量，和另一个直流I通过同样大小的电阻在相等的时间内产生的热量相等，那么这个周期性变化的电流I的有效值在数值上就等于这个直流I。
也就有：2.2 正弦交流电的向量表示法设有一正弦电压u=Um sin(ωt+φ），其波形如下图所示，左边是一旋转有向线段A，在直角坐标系中。
有向线段的长度代表正弦量的幅值Um，它的初始位置（t ＝0时的位置）与横轴正方向的夹角等于争先量的初相位φ，并且以正弦量的角频率ω作逆时针方向旋转。
单相正弦交流电路的基本知识
想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
单相正弦交流电路的基本知识前面两章所接触到的电量，都是大小和方向不随时间变化的稳恒直流电。
本章介绍的单相正弦交流电，其电量的大小和方向均随时间按正弦规律周期性变化，是交流电中的一种。
这里随不随时间变化是交流电与直流电之间的本质区别。
在日常生产和生活中，广泛使用的都是本章所介绍的正弦交流电，这是因为正弦交流电在传输、变换和控制上有着直流电不可替代的优点，单相正弦交流电路的基本知识则是分析和计算正弦交流电路的基础，深刻理解和掌握本章内容，十分有利于后面相量分析法的掌握。
本章的学习重点：● 正弦交流电路的基本概念；● 正弦量有效值的概念和定义，有效值与最大值之间的数量关系；● 三大基本电路元件在正弦交流电路中的伏安关系及功率和能量问题。
3．1 正弦交流电路的基本概念1、学习指导（1）正弦量的三要素正弦量随时间变化、对应每一时刻的数值称为瞬时值，正弦量的瞬时值表示形式一般为解析式或波形图。
正弦量的最大值反映了正弦量振荡的正向最高点，也称为振幅。
正弦量的最大值和瞬时值都不能正确反映它的作功能力，因此引入有效值的概念：与一个交流电热效应相同的直流电的数值定义为这个交流电的有效值。
正弦交流电的有效值与它的最大值之间具有确定的数量关系，即I I 2m 。
周期是指正弦量变化一个循环所需要的时间；频率指正弦量一秒钟内所变化的周数；角频率则指正弦量一秒钟经历的弧度数，周期、频率和角频率从不同的角度反映了同一个问题：正弦量随时间变化的快慢程度。
相位是正弦量随时间变化的电角度，是时间的函数；初相则是对应t=0时刻的相位，初相确定了正弦计时始的位置。
正弦量的最大值（或有效值）称为它的第一要素，第一要素反映了正弦量的作功能力；角频率（或频率、周期）为正弦量的第二要素，第二要素指出了正弦量随时间变化的快慢程度；想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
单相交流电路之正弦交流电
变压器：改变电压和电流，实现能量传输和转换
电感：储存磁场能量，阻碍电流变化
导线与开关
导线：连接电源和负载的导线，用于传输电流
开关：控制电路通断的开关，用于保护电路和设备安全
单相交流电路的分析方法
03
阻抗分析法
阻抗分析法的定义：通过分析电路中各元件的阻抗，来求解电路中电流、电压等参数的方法。
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功率分析法
功率的测量方法：使用功率表或电能表进行测量
功率的用途：用于分析电路的能耗和效率
功率的定义：电压与电流的乘积
功率的种类：有功功率、无功功率、视在功率
功率的计算公式：P=UI
相量分析法
相量分析法的基本概念和原理
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相量分析法在单相交流电路中的应用
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相量分析法的优点和局限性
并联谐振的条件：当电路中的电感L和电容C的频率相同时，电路中的电流达到最大，这种现象称为并联谐振。
滤波器的工作原理
滤波器是一种能够滤除特定频率信号的电子设备
滤波器的工作原理主要是利用电容、电感等元件的频率特性来实现信号的滤波
滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等类型
滤波器的性能指标主要包括通带增益、阻带衰减、截止频率等
效率：交流电的转换效率，单位为百分比（%）
单相交流电路的组成
02
电源
交流电源：提供交流电能
直流电源：提供直流电能
变压器：将交流电能转换为直流电能
整流器：将交流电能转换为直流电能
滤波器：滤除交流电中的杂波和噪声
稳压器：稳定交流电的电压和频率
负载
电阻：消耗电能，产生热量
电容：储存电场能量，阻碍电压变化
单相正弦交流电路
T 1 1 0.02s ω＝2πf ＝f2×35.104×50＝314rad/ s
3.1.3 初相
u＝Umsin(ωt＋ψ) (ωt＋ψ)称为相位。它表示交流电在某一时刻所处的变化状态，决定该时刻瞬时 值的大小、方向和变化趋势。 ψ 称为初相，它表示计时开始时交流电所处的变化状态 幅值、频率和初相分别表示交流电变化的幅度、快慢和起始状态。称为交流电的 三要素。
1．L上电压与电流关系 如 i＝Imsinωt 则
电感电路超前 i
XLu＝ωLL＝d2iπfLL dt
d，9I0Xm0Lds，（tin有Ω）效t称值为的感关L抗I系m，为cfo愈Us＝高XtXLLI愈U大m。sin(t
900
)
2. L上功率
p＝ui＝UmImsin(ωt＋900)sinωt ＝UmImcosωtsinωt＝UIsin2ωt 在0-π/2区间p为正值，电感吸收
解：只有同频率的交流电才能进行相量运算 ，所以
=
=ψ1－ψ2＝600，如选ψ1＝00，则
3.3 单一参数的交流电路
单一参数是指在电路中只有电阻R、电感L或电容C其中的一种 元件。掌握了单一参数在电路中的作用，混合参数电路的分析就很 容易掌握了。
3.3.1电阻电路
1．R上电压与电流关系 如选择 i＝Imsinωt
Q
UI
I 2 XC
U2 XC
【例3.在4收】录机的输出电路中，常利用电容来短掉高频干扰信号，
保留音频信号。如高频滤波的电容为0.1μF，干扰信号的频率f1＝ 1000KHz，音频信号的频率f2＝1kHz，求容抗分别为多少？
解：
X C1
1
2f1C
单相正弦交流电路
正弦交流电路>>> 单相正弦交流电路
1.1 正弦交流电的基本物理量
1．周期、频率和角频率 1）周期。正弦交流电完成一次周期性变化所用的时间称为周期。用T表示，单位是s。 2）频率。交流电在单位时间（1s）内完成的周期性变化的次数称为频率。用字母f表示，单位是 Hz（赫兹）。常用单位还有kHz（千赫）和MHz（兆赫），换算关系为
周期与频率的关系为
3）角频率。交流电每秒内变化的电角度称为角频率，用ω表示，单位是弧度/秒（rad/s）。 角频率与频Fra bibliotekf之间的关系为
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2．瞬时值、最大值和有效值 1）瞬时值。交流电在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字母表示，如i、u、e分别表示电流、 电压、电动势的瞬时值。 2）最大值。瞬时值中最大的值称为幅值或最大值，用带有下标m的大写字母表示，如 Im、 Um 、Em 分别表示电流、电压、电动势的最大值。 3）有效值。将交流电和直流电分别加在同样阻值的电阻上，如果在相同的时间内产生的热 量相等，就把这一直流电的大小叫做相应交流电的有效值，用大写字母表示，如I、U、E分别表 示电流、电压、电动势的有效值。 理论和实验都可以证明，正弦交流电的最大值是有效值的 倍，即
正弦交流电的相位差
正弦交流电路>>> 单相正弦交流电路
1.2 正弦交流电的表示法
1．解析式表示法 用三角函数式表示正弦交流电随时间变化的方法称为解析式表示法。正弦交流电的电动势、 电压和电流瞬时值解析式分别为
只要给出时间t的数值，就可以求出该时刻e、u 、i 相应的值。
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《单相正弦交流电路 》课件
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目录
• 引言 • 单相正弦交流电路基础知识 • 单相正弦交流电路的分析 • 单相正弦交流电路的应用 • 单相正弦交流电路实验 • 总结与展望
01 引言
课程背景
交流电在日常生活和工业生产中的应用广泛，单相正弦交流 电路作为交流电的基本形式，是电力系统的基本组成部分。
03
单相正弦交流电路的分析
纯电阻电路
总结词
电阻元件在交流电路中呈现阻抗，其大小与交流电的频率无关。
详细描述
纯电阻电路是指由电阻元件组成的交流电路。在纯电阻电路中，电流和电压同 相位，且电流的大小与电压的大小成正比。由于电阻元件对交流电的阻抗与交 流电的频率无关，因此纯电阻电路的阻抗是一个实数。
纯电容电路
测量电压、电流和功率
使用示波器、信号发生器和功 率表等测量仪器，分别测量单 相正弦交流电路中电压、电流 和功率的波形和数值。记录测 量数据并进行分析。
分析电路元件对电路特性 的影响
通过改变电阻、电容、电感等 元件的值，观察电路中电压、 电流和功率的变化，分析元件 对单相正弦交流电路特性的影 响。
总结实验结果
随着科技的发展，单相正弦交流电路在家庭用电、电动机控 制、变压器设计等领域的应用越来越广泛，掌握其基本原理 和计算方法对于电气工程师和相关从业人员至关重要。
课程目标
01
掌握单相正弦交流电路的基本概念、元件和电 路模型。
03
能够进行简单的单相正弦交流电路分析和计算，包 括阻抗、功率和相位角等参数。
02
理解了单相正弦交流电路在 日常生活和工业生产中的应
用。
下章预告
学习三相正弦交流电路的基本概 念和特点。
正弦交流电路PPT课件
06
正弦交流电路的应用实例
变压器
变压器是利用电磁感应原理，将一个电压等级的交流电能转换成另一个电压等级的交流电能 的装置。
在电力系统中，变压器是不可或缺的重要设备，用于升压或降压输电线路中的电压，以满足 用电设备和发电机的需求。
变压器还广泛应用于工业、商业和居民用电领域，用于电压变换、电流匹配和相位变换等。
家用电器如电灯、电视、 空调等都使用正弦交流电， 使得电器能够正常工作。
正弦交流电路的基本元件
电阻器
在正弦交流电路中，电阻器用于 限制电流，消耗电能并产生热量。
电感器
电感器能够阻碍电流的变化，在正 弦交流电路中用于滤波、隔离和储 能。
电容器
电容器能够储存电荷，在正弦交流 电路中用于滤波、移相和隔直。
电力系统中的电压和电流都是正弦交流 的，因此需要掌握正弦交流电路的基本
原理和计算方法。
电力系统的稳定性、安全性和经济性等 方面都与正弦交流电路密切相关。
感谢观看
THANKS
通过阻抗三角形，可以方便地计算出 电压和电流的相位差以及功率因数。
它通过三个边分别表示阻抗、电阻和 电抗，以及电压和电流的有效值。
功率分析
功率分析是正弦交流电路分析的 重要内容之一，主要关注电路中
的能量传输和消耗。
平均功率表示电路中能量传输的 平均效果，是衡量电路性能的重
要指标。
无功功率和视在功率也是正弦交 流电路中重要的功率形式，它们 分别表示了电路中的储能和容量。
电机控制
正弦交流电路在电机控制中发挥着重要作用，如交流电动机的控制。
通过改变输入到交流电动机的电压或频率，可以实现电机的启动、调速 和制动等功能。
交流电机控制技术广泛应用于工业自动化、交通运输、家用电器等领域。
单相正弦交流电路
6.了解常用电光源、新型电光源及其构造和应用场合
7.理解电路中瞬时功率、有功功率、无功功率和视在功率的物理概念，会计算电路的有功功率、无功功率和视在功率；理解功率三角形和电路的功率因数，了解功率因数的意义；会使用单相感应式电能表，了解新型电能计量仪表；了解提高电路功率因数的意义及方法；会使用仪表测量交流电路的功率和功率因数，了解感性电路提高功率因数的方法及意义
5.使用交流电压表、电流表，熟悉示波器，用示波器观察交流串联电路的电压、电流相位差，强化学生感性认知
6.通过绘制荧光灯电路图，按图纸要求安装荧光灯电路，排除荧光灯电路简单故障，对新光源形成感性认知
单相正弦交流电路
1.了解信号发生器、交流电压表、交流电流表、钳形电流表、万用表、单相调压器等仪器仪表；了解试电笔的构造，并会使用
2.理解正弦量解析式、波形图的表现形式及其对应关系，掌握正弦交流电的三要素；理解有效值、最大值和平均值的概念，掌握它们之间的关系；理解频率、角频率和周期的概念，掌握它们之间的关系；理解相位、初相和相位差的概念，掌握它们之间的关系
3.理解正弦量的旋转矢量表示法，了解正弦量解析式、波形图、矢量图的相互转换
4.掌握电阻元件电压与电流的关系，理解有功功率的概念；掌握电感元件电压与电流的关系，理解感抗、有功功率和无功功率的概念；掌握电容元件电压与电流的关系，了解容抗、有功功率和无功功率的概念
5.理解RL串联电路的阻抗概念，掌握电压三角形、阻抗三角形的应用；理解RC串联电路的阻抗概念，掌握电压三角形、阻抗三角形的应用；
8.了解照明电路配电板的组成，了解电能表、开关、保护装置等器件的外部结构、性能和用途，会安装照明电路配电板
1.通过熟悉实训室及周边生活环境的工频电源的配置，了解单相正弦交流电路的各个参数
单相正弦交流电路
镇流器串联在电路中，它的作用是帮助灯管启动，灯 管正常发光时稳定电流；
启辉器并联在灯管两端，它是帮助灯管启动的。 日光灯发光原理简单叙述如下：开关闭合，电源接通。
此时灯管未发光，电压全加在启辉器上，启辉器动静 触片接触，使电路接通，灯管中灯丝有电流通过。此 时启辉器动静触片断开，整个电路电流突然中断，镇 流器此时产生很高的感应电动势，与电源电压串联后， 全部加在灯管两端。使灯管内汞气弧光放电，紫外线 激发荧光粉，发出近似日光的可见光。
（1）用相量图求解 画出电流i1、i2的相量1、2，如图3.13(b)所示， 然后用平行四边形法则求出总电流i的相量。由 于1与2的夹角为90，故
I I1 2I2 282621A 0
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这就是总电流i的有效值。相量与横轴的夹角就 是i的初相角。 = arctg8 30o =23.1
II(c ojssi n )I Ie j
I m 是电流的幅值相量，
I是电流的有效值相量。
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例3-3 已知电压、电流、电动势为2 u=220 2 sin(t-/6)V，i=10 2 sin(t+/6)A， e=110 2 sin(t+/3)V，试写出他们的相量，并 作出有效值相量图。
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图3.4 u1与u2的波形
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(a)正确测量法
(b)错误测量法
图3.5 观察双踪波形时的两探头位置
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4. 白炽灯调光电路并联电容
在白炽灯调光电路中电源输入两端并联电容 C=2F，耐压400V，重复步骤2及3，观测并联 电容C对测量结果的影响。
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单相正弦交流电路
3.初相位 i 2I sin t
（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。
u 2 I L sin( t 90 ) i 2I sin t 2U sin( t 90 )
1. 频率相同
2. 相位相差 90° （u 领先 i 90 °）
U
u
IL
i
I I
t
90
3.电流、电压有效值(或幅值）的关系
u 2 I L sin( t 90 ) 2 U sin( t 90 )
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
小结：正弦波的四种表示法
波形图 瞬时值 相量图
i
Im
t
T
u Um sin t
U
I
复数式
3
I
100 / 6
/3
220
求： i 、u 的相量
解：
I 141 .4 30 100 30 86.6 j50 2
U
A
U 311 .1 60 220 60 110 j 190 .5 V 2
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
2.3 单一参数的正弦交流电路
单相正弦交流电路
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项目四 正弦交流电路
汇报人姓名
汇报日期
任务二 正弦交流电路
正弦交流电及正弦交流电的产生 正弦交流电 交流电 大小和方向都随时间作周期性变化、并且在一个周期内其平均值为零（在一个周期内正负半周的面积相等）的电压或电流，统称为交流电。图5-2是几种交流的波形。
图5-2 几种交流电波形
5.1.2 正弦交流电的产生
右图所示是发电机的正面示意图。
右图中转子具有一对N 、S 磁极，磁极的表面制造的比较特殊，使磁感应强度相对绕组按正弦规律分布；A、B 是绕组的两个有效边，固定在定子上，两个端点接负载，图中虚线表示绕组的背面连在一起。
下面分析转子按逆时针方向匀速转动，绕组切割磁力线产生感应电动势的情况：
1
2
3
6
5
4
可见，只要求出合成电流i的最大值Im和初相角φ，则电流i即可确定，下面用矢量法求解。
i = i1 + i2 = I1m sin ( ωt + φ01 ) + I2m sin ( ωt + φ02 = Im sin ( ωt + φ )
其两电流之和为
1．作图法 作图法就是根据矢量的平行四边形法则，用作图的方法求合矢量。其方法是：将被加电流的最大值（或有效值）按一定的比例长度及被加电流的初相角在直角座标系中画出被加电流矢量，根据矢量的平行四边形法则作图，将作出的合矢量用尺子测量其长度和与x 轴的夹角，测量出的合矢量长度（乘比例系数）就是合电流的最大（有效）值；与x 轴的夹角就是合电流的初相角。
正弦交流电
可以利用变压器升压或降压，便于电能的远距离输送；
可以通过整流将交流电变为直流电，供直流设备应用。
单相正弦交流电路公开课教案
单相正弦交流电路公开课教案一、教学目标1. 让学生了解单相正弦交流电路的基本概念和特性。
2. 使学生掌握正弦交流电的产生、描述和分析方法。
3. 培养学生运用正弦交流电路知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 单相正弦交流电路的定义和组成2. 正弦交流电的产生和描述3. 正弦交流电的相位、频率、幅值和初相位4. 正弦交流电压和电流的波形图5. 正弦交流电路的分析方法三、教学重点与难点1. 重点：正弦交流电路的基本概念、特性和分析方法。
2. 难点：正弦交流电的产生、描述和波形图的绘制。
四、教学方法与手段1. 采用讲授法、演示法、案例分析法和小组讨论法相结合。
2. 使用多媒体课件、示波器、电路仿真软件等教学手段，增强学生对正弦交流电路的理解。
五、教学安排1. 第一课时：介绍单相正弦交流电路的基本概念和组成。
2. 第二课时：讲解正弦交流电的产生和描述。
3. 第三课时：学习正弦交流电的相位、频率、幅值和初相位。
4. 第四课时：学习正弦交流电压和电流的波形图。
5. 第五课时：介绍正弦交流电路的分析方法，并进行案例分析。
【课堂导入】（教师通过引入生活中的实例，如交流电灯、电视等，引发学生对单相正弦交流电路的兴趣。
）【新课讲解】1. 单相正弦交流电路的定义和组成（讲解单相正弦交流电路的概念，介绍电路的组成部分，如电源、负载、导线等。
）2. 正弦交流电的产生和描述（讲解正弦交流电的产生原理，介绍正弦波形的特点，并通过示波器展示正弦波形。
）3. 正弦交流电的相位、频率、幅值和初相位（讲解正弦交流电的相位、频率、幅值和初相位的含义和作用，并通过示波器进行演示。
）【课堂互动】（学生分组讨论，分享对正弦交流电路的理解，教师进行点评和指导。
）【案例分析】（通过实际案例，如家庭电路、工厂生产线等，分析正弦交流电路的应用，引导学生运用所学知识解决实际问题。
）【课堂小结】（教师总结本节课的重点内容，强调正弦交流电路的基本概念和特性。
单相正弦交流电路共87页文档
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
单相正弦交流电路
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有பைடு நூலகம் 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
单相正弦交流电路分析56页PPT
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
第28讲 单相正弦交流电路的应用
13—铁心；14—线圈；15—金属外壳 图1-26 荧光灯照明装置的主要部件结构（c）镇流器
启辉器：它由一个启辉管（氖泡）和一个小容量的 电容组成。 氖泡内充有氖气，并装有两个电极，一个是固定的静 触片，另一个是用膨胀系数不同的双金属片制成的倒 “U”型可动的动触片，启辉器在电路中起自动开关作 用。电容是防止灯管启辉时对无线电接收机的干扰。
图3.1 白炽灯电路
图3.2 日光灯电路
上1所示. 1、日光灯电路 由灯管、启辉器和镇流器组成。
图3-1
日光灯管：是一个在真空情况下充有一定数量的氩 气和少量水银的玻璃管，管的内壁涂有荧光材料， 两个电极用钨丝绕成，上面涂有一层加热后能发射 电子的物质。管内氩气既可帮助灯管点燃，又可延 长灯管寿命。
同时，启辉器两端电极接通 后电极间电压为零，启辉器 停止放电。由于接触电阻小， 双金属片冷却，当冷却到一 定程度时，双金属片恢复到 原来状态，与固定片分开。
在此瞬间，回路中的电流突然断电，于是镇流器两端 产生一个比电源电压高得多的感应电压，连同电源电 压一起加在灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而产 生弧光放电。随着管内温度的逐步升高，水银蒸汽游 离.并猛烈的碰撞惰性气体而放电。水银蒸汽弧光放 电时，辐射出紫外线，紫外线激励灯管内壁的荧光粉 后发出可见光。见图3-2b所示。
当接通电源瞬间，由于启辉 器没工作，电源电压都加在启辉 器内氖泡的两电极之间.电极瞬间 击穿，管内的气体导电，使“U” 型的双金属片受热膨胀伸直而与 固定电极接通.这时日光灯的灯丝 通过电极与电源构成一个闭合回 路 ，见图3-2a所示。灯丝因有电 流（称为启动电流或预热电流） 通过而发热，从而使灯丝上的氧 化物发射电子。
• 启辉器 • 启辉器由氖泡、纸介质电容器、出线 脚、外壳组成。 • 启辉器相当于一个自动开关，使电路 自动接同和断开，如图1-26(b)所示。
正弦交流电路及其应用
正弦交流电路及其应用课程目标1 掌握正弦量的三要素2 了解相量及相量图的表示方法3 掌握电路元件上电压电流的关系4 了解提高功率因数的意义、掌握提高功率因数的方法5 熟悉三相电路的联接方法并掌握线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系6 掌握对称三相电路的分析7 了解三相电路中线的作用8 学会常用电路元件的识别与测量方法9 掌握日光灯电路的安装和测试10 掌握三相负载的联接以及电压、电流功率的测量课程内容1 正弦量的三要素2 正弦量的相量表示法3 电路元件上电压电流的关系：电阻元件电压电流的关系电感元件电压电流的关系电容元件电压电流的关系RLC串联电路的分析4 正弦交流电路的功率及功率因数提高5 三相对称电路的特点及分析6 电阻、电感、电容元件的认识与测量7 日光灯电路和功率因数的提高8 三相负载的星形联接和三角形联接学习方法从分析交流电的三要素及表示方法出发，掌握电路元件电压电流的数值与相位关系，掌握RLC串联电路的分析及谐振分析，掌握交流电路的功率及功率因数的提高方法，掌握三相对称电路的分析方法，通过以上系统的学习掌握交流电路的分析方法。
通过交流电路的实训掌握交流电路参数的测试及数据分析。
课后思考1 相位差的含义？2 相量和正弦交流电的关系?画相量图的注意点？3 无功功率和视在功率的含义是什么？4 提高功率因数的意义？提高的方法有哪些？5 三相对称电源的条件是什么？三相对称负载的含义是什么？6 三相电路功率的测量方法有哪几种？7 电阻元件、电容元件、电感元件的电压与电流的相位关系如何？8 电感和电容在直流和交流电路中的作用如何？正弦量的三要素在正弦交流电路中，电压和电流的大小和方向随时间按正弦规律变化。
凡按照正弦规律变动的电压、电流等统称正弦量。
图2.1.1为一段正弦电流电路，电流i 在图示参考方向下，其数学表达式为i=I m sin(ωt+φi )+-iRu图2.1.1式中I m 为振幅，ω为角频率，ψi 为初相，正弦量的变化取决于以上三个量，通常把I m 、ω、ψi 、称为正弦量的三要素。
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同时，启辉器两端电极接通 后电极间电压为零，启辉器 停止放电。由于接触电阻小， 双金属片冷却，当冷却到一 定程度时，双金属片恢复到 原来状态，与固定片分开。
在此瞬间，回路中的电流突然断电，于是镇流器两端 产生一个比电源电压高得多的感应电压，连同电源电 压一起加在灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而产 生弧光放电。随着管内温度的逐步升高，水银蒸汽游 离.并猛烈的碰撞惰性气体而放电。水银蒸汽弧光放 电时，辐射出紫外线，紫外线激励灯管内壁的荧光粉 后发出可见光。见图3-2b所示。
日光灯电路装接1、讲Fra bibliotek日光灯各元件的联接及其工作过程 日光灯结构如下图所示，K闭合时，日光灯管不导电，全部 电压加在启辉器两触片之间，使启辉器中氖气击穿，产生气体放 电，此放电产生的一定热量使双金属片受热膨胀与固定片接通， 于是有电流通过日光灯管的灯丝和镇流器。短时间后双金属片冷 却收缩与固定片断开，电路中的电流突然减小；根据电磁感应定 律，这时镇流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端电 压产生 400至 500V高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯点燃 发亮。日光灯点燃后，灯管两端的电压降为100V左右，这时由于 镇流器的限流作用，灯管中电流不会过大。同时并联在灯管两端 的启辉器，也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。
当接通电源瞬间，由于启辉 器没工作，电源电压都加在启辉 器内氖泡的两电极之间.电极瞬间 击穿，管内的气体导电，使“U” 型的双金属片受热膨胀伸直而与 固定电极接通.这时日光灯的灯丝 通过电极与电源构成一个闭合回 路 ，见图3-2a所示。灯丝因有电 流（称为启动电流或预热电流） 通过而发热，从而使灯丝上的氧 化物发射电子。
13—铁心；14—线圈；15—金属外壳 图1-26 荧光灯照明装置的主要部件结构（c）镇流器
启辉器：它由一个启辉管（氖泡）和一个小容量的 电容组成。 氖泡内充有氖气，并装有两个电极，一个是固定的静 触片，另一个是用膨胀系数不同的双金属片制成的倒 “U”型可动的动触片，启辉器在电路中起自动开关作 用。电容是防止灯管启辉时对无线电接收机的干扰。
镇流器：又称限流器，是一个带有铁心的电感线圈， 其作用是： a 、在灯管启辉瞬间产生一个比电源电压高的多的自 感电压帮助灯管启辉。 b、灯管工作时限制通过灯管的电流不致过大而烧毁 灯丝。
• 镇流器 • 电感式镇流器主要由铁心和线圈等组成，如图1-26
所示。电感式镇流器有两个作用: • 一是在启动时与启辉器配合，产生瞬时高压，使灯管 启辉； • 二是工作时限制灯管中的电流，以延长荧光灯的使用 寿命。
在正常工作时灯管两端电压较低（30W灯管 的两端电压约80V左右）。 灯管正常工作时的电流路径如图3-3所示。
荧光灯的原理
• 荧光灯的基本结构
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荧光灯发光的基本原理： 灯丝导电加热，阴极发射出电子，与（灯管内充装的）惰性气体碰撞而 电离，汞液化为汞蒸气，在电子撞击和两端电场作用下，汞离子大量电 离，正负离子运动形成气体放电，即弧光放电，同时释放出能量并产生 紫外线，玻璃管内壁上的荧光粉吸收紫外线的能量后，被激发而放出可 见光。故荧光灯全称为：低压汞（水银）蒸气荧光放电灯（属于气体放 电灯的一种）
未来的灯-LED
• LED（发光二极管）就是科学家们关注的新光源技术。在人们以前的 印象中，小小的LED主要出现在电子设备的面板上，显示机器的状态。 然而，新的技术进步使它们变得功能更强大。与传统照明设备相比， LED节省电能，不过，更让科学家感兴趣的是LED的其他属性。其中 的一个属性为，LED闪动速度非常快，是人眼注意不到的，但是接收 设备却能够注意到，因此为利用LED光线进行电子通信打开了大门。 科学家设想的LED的新用途包括：告知后车前车要停车的刹车光；告 诉红色交通灯变绿的汽车前灯；代替可能被盗用的Wi-Fi信号，将计 算机连接在Internet上的室内电灯。科学家认为，这类应用可能在今 后5到20年内变为现实。
图3.1 白炽灯电路
图3.2 日光灯电路
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电路
二．原理说明 如图3-1所示. 1、日光灯电路 由灯管、启辉器和镇流器组成。
图3-1
日光灯管：是一个在真空情况下充有一定数量的氩 气和少量水银的玻璃管，管的内壁涂有荧光材料， 两个电极用钨丝绕成，上面涂有一层加热后能发射 电子的物质。管内氩气既可帮助灯管点燃，又可延 长灯管寿命。
• 启辉器 • 启辉器由氖泡、纸介质电容器、出线 脚、外壳组成。 • 启辉器相当于一个自动开关，使电路 自动接同和断开，如图1-26(b)所示。
6—电容器；7—静触片；8—外壳 ；9—氖泡；10—动触片；11—绝 缘底座；12—出线脚 图1-26 荧光灯照明装置的主要部 件结构（b）启辉器
2、日光灯的工作原理：