电工基础第五版 第五章PPT优质课件
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第五章 单相交流电
§5—1 交流电的基本概念 §5—2 电容器和电感器 §5—3 单一参数交流电路 §5—4 RLC串联电路 §5—5 RLC并联电路
.
第五章 单相交流电
§5—1 交流电的基本概念
1.了解正弦交流电的产生和特点。 2.理解正弦交流电的有效值、频率、初相位 及相位差的概念。 3.掌握正弦交流电的三种表示方法。
正弦交流电动势的瞬时值表达式也称解析式。 若从线圈平面与中性面成一夹角φ0 时开始计时,则公 式变为
.
第五章 单相交流电
实际应用的发电机
旋转磁极式发电机 .
大型水力发电机组
第五章 单相交流电
三、表征正弦交流电的物理量 1.周期、频率和角频率
正弦交流电波形 .
第五章 单相交流电
(1)周期 正弦交流电每重复变化一次所需的时间称为周期,用符
2.同一相量图中,相同单位的相量应按相同比例画出。
3.一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向,有时为了
方便起见,也可在几个相量中任选其一确定参考方向,并且不画
出直角坐标轴。
4.一个正弦量的相量图、波形图、解析式是正弦量的几种
不同的表示方法,它们有一一对应的关系,但在数学上并不相等,
如果写成
最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。
.
百度文库
第五章 单相交流电
【例】 已知两正弦电动势分别是: 。求:
(1)各电动势的最大值和有效值; (2)频率、周期; (3)相位、初相位、相位差; (4)波形图。
.
第五章 单相交流电
四、正弦交流电的相量图表示法
两个正弦交流电压求和 .
第五章 单相交流电
号T 表示,单位是秒(s)。
(2)频率
正弦交流电在1s内重复变化的次数称为频率,用符号f
表示,单位是赫兹(Hz)。 周期和频率互为倒数,即
.
第五章 单相交流电
经验表明,在各种触电事故中,直流电、高频和超高频电 流对人体的伤害程度相对较小，而最常用的50Hz工频交流电 流对人体的伤害最大，因此使用时应特别小心。
.
第五章 单相交流电
(2)相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差,用符号φ 表 示,即
超前和滞后 同相 反相 正交
.
第五章 单相交流电
超前和滞后
同相
反相
正交
两个同频率交流电的相位关系
.
第五章 单相交流电
正弦交流电的最大值反映了正弦交流电的变化范围,角 频率反映了正弦交流电的变化快慢,初相位反映了正弦交流 电的起始状态。它们是表征正弦交流电的三个重要物理量。
第五章 单相交流电
右图所示为某信号发生器输出的信号 电压,其大小和方向都按正弦规律变化,所 以称为正弦交流电。
右图所示锯齿波电流、方波电压等, 它们都是非正弦交流电。
.
第五章 单相交流电
二、正弦交流电的产生
原理示意图
线圈截面图 实验用简易交流发电机
.
第五章 单相交流电
正弦交流电的产生 .
第五章 单相交流电
第五章 单相交流电
正弦量都可以用这样一个长度对应有效值、与参考方 向夹角对应初相的有向线段来表示,这个量称为相量,一般 用 、 、 等符号来表示。
将相同频率的几个正弦量的相量画在同一个图中,就可 以采用平行四边形法则来进行它们的加减运算。
.
相量求和
第五章 单相交流电
应用相量图时注意以下几点:
1.同一相量图中,各正弦交流电的频率应相同。
第五章 单相交流电
平均值与最大值之间的关系是: 有效值与平均值之间的关系是:
.
第五章 单相交流电
3.相位与相位差 (1)相位
在式e=Emsin (ω t+φ 0)中, (ω t+φ 0)表示正弦量随时间
变化的角度,称为相位角,也称相位或相角,它反映了交流电变
化的进程。式中φ 0 为正弦量在t=0时的相位,称为初相位,也
第五章 单相交流电
交流电的应用 .
第五章 单相交流电
一、交流电的概念 交流电与直流电的根本区别是:直流电的方向不随时
间的变化而变化,交流电的方向则随时间的变化而变化。 电源只有一个交变电动势的交流电称为单相交流电。
稳恒直流电
正弦交流信号 电视机显像管 的偏转电流
直流电和交流电波形
.
计算机中的 方波信号
表示,如Em、Um、Im。
从正弦交流电的反向最大值到正向最大值称为峰—峰值。
.
第五章 单相交流电
从正弦交流电的反向最大值到正向最大值称为峰—峰值。
交流电的峰值和峰—峰值 .
第五章 单相交流电
(2)有效值
交流电的有效值
让交流电和稳恒直流电分别通过大小相同的电阻,如果在交流电的
一个周期内它们产生的热量相等,而这个稳恒直流电的电压是U ,电流 是I, U 、I 称为相应交流电的有效值。有效值用大写字母表示,如E、 U 、I。
相量图也是正弦量的一种表示方法。其画法是:
(1)确定参考方向,一般以直角坐标系X 轴正方向为参
考方向。 (2)作一有向线段,其长度对应正弦量的有效值,与参考
方向的夹角为正弦量的初相。 若初相为正,则用从参考方向逆时针旋转得出的角度来
表示；若初相为负,则用从参考方向顺时针旋转得出的角度 来表示。
.
相量图
.
第五章 单相交流电
(3)角频率 正弦交流电每秒内变化的角度(每重复变化一次所对应的角 度为2π ,即360°)称为角频率,用符号ω 表示,单位是弧度/秒 (rad/s)。 角频率与周期、频率的关系为:
.
第五章 单相交流电
2.最大值、有效值和平均值 (1)最大值 正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦交 流电的最大值(又称峰值、幅值)。最大值用大写字母加下标m
称初相角或初相。
.
第五章 单相交流电
初相为正
相位的正负
初相为负
.
第五章 单相交流电
在书写瞬时值表达式及进行有关叙述时,相位及其相关 概念有时可采用角度值表示,如上式所示。但由于角频率ω 的单位是rad/s,因此在进行相关计算时,应注意先将单位制 统一。角度值与弧度制的换算关系为1°= π/180 rad。当 然,相位等概念也可以直接使用弧度制来表达。
.
第五章 单相交流电
正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系:
电工仪表测出的交流电数值及通常所说的交流电数值一般 都是指有效值。
.
第五章 单相交流电
(3)平均值 规定半个周期的正弦交流电平均值为正弦交流电的平均值。
正弦电动势、电压和电流的平均值分别用符号Ep、Up、Ip表示。
正弦交流量的平均值用半个周期的平均值表示 .
§5—1 交流电的基本概念 §5—2 电容器和电感器 §5—3 单一参数交流电路 §5—4 RLC串联电路 §5—5 RLC并联电路
.
第五章 单相交流电
§5—1 交流电的基本概念
1.了解正弦交流电的产生和特点。 2.理解正弦交流电的有效值、频率、初相位 及相位差的概念。 3.掌握正弦交流电的三种表示方法。
正弦交流电动势的瞬时值表达式也称解析式。 若从线圈平面与中性面成一夹角φ0 时开始计时,则公 式变为
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第五章 单相交流电
实际应用的发电机
旋转磁极式发电机 .
大型水力发电机组
第五章 单相交流电
三、表征正弦交流电的物理量 1.周期、频率和角频率
正弦交流电波形 .
第五章 单相交流电
(1)周期 正弦交流电每重复变化一次所需的时间称为周期,用符
2.同一相量图中,相同单位的相量应按相同比例画出。
3.一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向,有时为了
方便起见,也可在几个相量中任选其一确定参考方向,并且不画
出直角坐标轴。
4.一个正弦量的相量图、波形图、解析式是正弦量的几种
不同的表示方法,它们有一一对应的关系,但在数学上并不相等,
如果写成
最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。
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百度文库
第五章 单相交流电
【例】 已知两正弦电动势分别是: 。求:
(1)各电动势的最大值和有效值; (2)频率、周期; (3)相位、初相位、相位差; (4)波形图。
.
第五章 单相交流电
四、正弦交流电的相量图表示法
两个正弦交流电压求和 .
第五章 单相交流电
号T 表示,单位是秒(s)。
(2)频率
正弦交流电在1s内重复变化的次数称为频率,用符号f
表示,单位是赫兹(Hz)。 周期和频率互为倒数,即
.
第五章 单相交流电
经验表明,在各种触电事故中,直流电、高频和超高频电 流对人体的伤害程度相对较小，而最常用的50Hz工频交流电 流对人体的伤害最大，因此使用时应特别小心。
.
第五章 单相交流电
(2)相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差,用符号φ 表 示,即
超前和滞后 同相 反相 正交
.
第五章 单相交流电
超前和滞后
同相
反相
正交
两个同频率交流电的相位关系
.
第五章 单相交流电
正弦交流电的最大值反映了正弦交流电的变化范围,角 频率反映了正弦交流电的变化快慢,初相位反映了正弦交流 电的起始状态。它们是表征正弦交流电的三个重要物理量。
第五章 单相交流电
右图所示为某信号发生器输出的信号 电压,其大小和方向都按正弦规律变化,所 以称为正弦交流电。
右图所示锯齿波电流、方波电压等, 它们都是非正弦交流电。
.
第五章 单相交流电
二、正弦交流电的产生
原理示意图
线圈截面图 实验用简易交流发电机
.
第五章 单相交流电
正弦交流电的产生 .
第五章 单相交流电
第五章 单相交流电
正弦量都可以用这样一个长度对应有效值、与参考方 向夹角对应初相的有向线段来表示,这个量称为相量,一般 用 、 、 等符号来表示。
将相同频率的几个正弦量的相量画在同一个图中,就可 以采用平行四边形法则来进行它们的加减运算。
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相量求和
第五章 单相交流电
应用相量图时注意以下几点:
1.同一相量图中,各正弦交流电的频率应相同。
第五章 单相交流电
平均值与最大值之间的关系是: 有效值与平均值之间的关系是:
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第五章 单相交流电
3.相位与相位差 (1)相位
在式e=Emsin (ω t+φ 0)中, (ω t+φ 0)表示正弦量随时间
变化的角度,称为相位角,也称相位或相角,它反映了交流电变
化的进程。式中φ 0 为正弦量在t=0时的相位,称为初相位,也
第五章 单相交流电
交流电的应用 .
第五章 单相交流电
一、交流电的概念 交流电与直流电的根本区别是:直流电的方向不随时
间的变化而变化,交流电的方向则随时间的变化而变化。 电源只有一个交变电动势的交流电称为单相交流电。
稳恒直流电
正弦交流信号 电视机显像管 的偏转电流
直流电和交流电波形
.
计算机中的 方波信号
表示,如Em、Um、Im。
从正弦交流电的反向最大值到正向最大值称为峰—峰值。
.
第五章 单相交流电
从正弦交流电的反向最大值到正向最大值称为峰—峰值。
交流电的峰值和峰—峰值 .
第五章 单相交流电
(2)有效值
交流电的有效值
让交流电和稳恒直流电分别通过大小相同的电阻,如果在交流电的
一个周期内它们产生的热量相等,而这个稳恒直流电的电压是U ,电流 是I, U 、I 称为相应交流电的有效值。有效值用大写字母表示,如E、 U 、I。
相量图也是正弦量的一种表示方法。其画法是:
(1)确定参考方向,一般以直角坐标系X 轴正方向为参
考方向。 (2)作一有向线段,其长度对应正弦量的有效值,与参考
方向的夹角为正弦量的初相。 若初相为正,则用从参考方向逆时针旋转得出的角度来
表示；若初相为负,则用从参考方向顺时针旋转得出的角度 来表示。
.
相量图
.
第五章 单相交流电
(3)角频率 正弦交流电每秒内变化的角度(每重复变化一次所对应的角 度为2π ,即360°)称为角频率,用符号ω 表示,单位是弧度/秒 (rad/s)。 角频率与周期、频率的关系为:
.
第五章 单相交流电
2.最大值、有效值和平均值 (1)最大值 正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值称为正弦交 流电的最大值(又称峰值、幅值)。最大值用大写字母加下标m
称初相角或初相。
.
第五章 单相交流电
初相为正
相位的正负
初相为负
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第五章 单相交流电
在书写瞬时值表达式及进行有关叙述时,相位及其相关 概念有时可采用角度值表示,如上式所示。但由于角频率ω 的单位是rad/s,因此在进行相关计算时,应注意先将单位制 统一。角度值与弧度制的换算关系为1°= π/180 rad。当 然,相位等概念也可以直接使用弧度制来表达。
.
第五章 单相交流电
正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系:
电工仪表测出的交流电数值及通常所说的交流电数值一般 都是指有效值。
.
第五章 单相交流电
(3)平均值 规定半个周期的正弦交流电平均值为正弦交流电的平均值。
正弦电动势、电压和电流的平均值分别用符号Ep、Up、Ip表示。
正弦交流量的平均值用半个周期的平均值表示 .