正弦交流电路PPT课件

合集下载

电工学课件--第三章 正弦交流电路

电工学课件--第三章 正弦交流电路

U • o I= U =U 0 ∠ R
• •
u =Um sinω t u Um i = = sinω = Im sinω t t R R
U =I R
U =I R


可见: 可见:电压与电流同相位 ui
i
u

IU

I

U
+−
2.功率关系
ui
i
⑴ 瞬时功率

u
IU
p=ui=UmImsin2ωt =UI(1-cos2ωt)
角频率ω: 单位时间里正弦量变化的角度 称为角频率。单位是弧度/秒 (rad/s). ω=2π/T=2πf 周期,频率,角频率从不同角度描 述了正弦量变化的快慢。三者只要知 道其中之一便可以求出另外两时值, 瞬时值中最大的称为最大值。Im、 U m 、E m 分别表示电流、电压和电动 势的最大值. 表示交流电的大小常用有效值的概 念。
单位是乏尔(Var) 单位是乏尔(Var)
第四节 RLC串联交流电路 串联交流电路 一.电压与电流关系
i R u L C
uR uL
u =uR +uL +uC
U =UR+UL+UC
• • • •
uC
以电流为参考相量, 以电流为参考相量, 相量图为: 相量图为:

UL UL+UC
φ
• • • •

U I

U
φ UR
UL-UC
UR
UC
2 可见: 可见: U = UR +(UL −UC)2
U L −UC X L − XC = arctg = arctg UR R

《电工基础》第5章 正弦交流电路ppt课件

《电工基础》第5章 正弦交流电路ppt课件

最新课件
11
三、正弦交流电的变化范围
1. 最大值 :正弦交流电在一个周期所能达到的 最大瞬时值,又称峰值、幅值。
用大写字母加下标m表示,如Em、Um、 Im。
2.有效值 :加在同样阻值的电阻上,在相同的 时间内产生与交流电作用下相等的热量的直 流电的大小。
用大写字母表示,如E、U、I。
最新课件
12
最新课件
14
• 用数字万用表测量正弦交流电压时要选择交流
挡,测量的结果是电压有效值;若不慎错用直 流挡,则显示为零。
用直流挡测量市电显示为零
最新课件
15
• 用数字万用表测量直流电压时要选择直流挡, 测量的结果是电压平均值;若不慎错用交流挡, 则显示为零 。
用交流挡测量最叠新层课电件池显示为零
16
(1)同一相量图中,相同单位的相量应按相 同比例画出。
(2)一般取直角坐标轴的水平正方向为参考 方向,逆时针转动的角度为正,反之为负。
(3)用相量图表示正弦交流电后,它们的加、 减运算可按平行四边形法则或三角形法则进行。
最新课件
27
§5-3 单一参数的交流电路
最新课件
28
一、纯电阻电路
• 只含有电阻元件的交流电路称为纯电 阻交流电路。
QCUCICIC 2XCU XC C 2
最新课件
50
§5-4 LC谐振电路
最新课件
51
一、RLC串联电路
• 1.电压三角形 如图所示为RLC串
联电路,为正弦交流 电压,这三个元件流 过同一电流,电流与 各元件电压参考方向 如图所示。
最新课件
52
• 设电流的解析式为
iImsint
• 电阻、电感和电容两端的电压分别为

第三章单相正弦交流电路【PPT课件】PPT课件

第三章单相正弦交流电路【PPT课件】PPT课件

HOME
R-L-C串联交流电路中的复数形式欧姆定律
I
U IZ
Z R j(L 1 ) C
Z:复数阻抗
实部为阻 虚部为抗
R U R
U jL U L
1
jC
U C
感抗 容抗
HOME
3.4.1 阻抗三角形
I
Z R jபைடு நூலகம் 1
C
Z 是一个复数,但并不是正弦交流
U
量,上面不能加点。
R U R
j
L
1
C
IZ
Z
R
j(L
1
C
)
Z
Z
R2
(L
1
C
)
2
tg 1
L
1
C
U
I
R
Z
>0 ,u领先i =0 ,u与i同相 <0 ,u落后i
HOME
tg 1
L
1
C
R
时L ,1C 表示u 0领先 i --电路呈感性
时L,
1 C
表示u0落后 i
--电路呈容性
当L 1C时, 0表示 u 、i同相 --电路呈电阻性
第三章单相正弦交 流电路【PPT课件】
3.4 电阻、电感、电容串联的电路
相量模型
I
jLR U R
U
1
jC
U L
U C
相量方程式:
U U R U L UC
设 I I0 (参考相量)
U R IR
则 U L I jL
U C
I
1
jC
HOME
U IR I jL I 1 jC
I
R

正弦交流电路PPT课件

正弦交流电路PPT课件
电抗 X = XL—XC
阻抗 Z R2X2
阻抗角
arcU L t a U C narcX L t aX C n
U R
R
三、电路的电感性、电容性和电阻性
四、功率
视在功率——电压与电流有效值的乘积,用S 表示,单位为伏·安(VA)。
视在功率并不代表电路中消耗的功率,它常用 于表示电源设备的容量。
解题过程
常用电子仪器的使用
§3-2 正弦交流电的相量图表示法
旋转矢量与波形图的关系
有效值相量图
应用相量图时注意以下几点:
同一相量图中,各正弦交流电的频率应相同。 同一相量图中,相同单位的相量应按相同比
例画出。
一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向, 逆时针转动的角度为正,反之为负。
用相量表示正弦交流电后,它们的加、减运 算可按平行四边形法则进行。
视在功率S与有功功率P和无功功率Q的关系:
S P2 Q2
PSc os QSsin
cos P 称为功率因数。
S
五、电压三角形、阻抗三角形和功率三角形
阻抗三角形
电压相量图
电压三角形
功率三角形
§3-7 提高功率因数的意义和方法
计算电感性负载的有功功率,除考虑电压、
电流的大小外,还要考虑电压、电流之间的相位
QCUII2XCU XC 2
【例3-5 】 容量为40μF的电容接在的电源上,试求: (1)电容的容抗;(2)电流的有效值;(3)电流瞬时值 表达式;(4)电路的无功功率。
解题过程
§3-6 RLC串联电路
一、电容对交流电的阻碍作用
开关SA闭合后接交流 电压,灯泡微亮。再断开 SA,灯泡突然变亮。测量 R、L、C两端电压 UR 、UL、 UC ,发现:

正弦交流电路课件

正弦交流电路课件
总结词
电感器的感值大小与线圈的匝数、线圈的直径、 线圈的材料等因素有关。
详细描述
电感器在正弦交流电路中能够阻碍电流的变化, 使电流的变化率降低。电感器的电流和电压之间 存在相位差,相位差的大小取决于电感器的大小 。
详细描述
电感器的感值大小由亨利定律确定,即电感器的 感值与线圈中的磁场强度成正比。在正弦交流电 路中,电感器的感抗大小会随着频率的变化而变 化。
电容器
总结词
详细描述
总结词
详细描述
电容器是正弦交流电路中的另 一重要元件,用于储存电场能 量。
电容器在正弦交流电路中能够 阻碍电压的变化,使电压的变 化率降低。电容器的电流和电 压之间存在相位差,相位差的 大小取决于电容器的大小。
电容器的容值大小与电容器极 板的面积、极板之间的距离、 电介质等因素有关。
分析数据
根据实验数据,分析正弦交流 电路的基本特性和元件参数对
电路性能的影响。
仿真软件介绍与使用
软件名称
Simulink
功能特点
Simulink是MATLAB的一个附加组件,用于进行动态系统模拟和分析。它提供了丰富的库和工具,可用于构建和仿 真各种类型的电路,包括正弦交流电路。
使用方法
在Simulink中,用户可以创建电路模型,设置元件参数,选择适当的激励源和测量仪器,然后运行仿真 以观察电路的行为。分析仿真结果可以帮助用户深入理解正弦交流电路的工作原理。
谐振与频率响应
谐振
正弦交流电路中某些特定频率下的振动现象,可能导致电压或电流的异常升高 。
频率响应
表示正弦交流电路在不同频率下的性能表现,包括幅频特性和相频特性。
03
正弦交流电路的元件
电阻器

正弦交流电路PPT课件

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。

正弦交流电路课件

正弦交流电路课件
C S
d
真空(空气)介电常数: 0 8.86 1012 F / m
介质相对介电常数:
r
0
28
电工电子技术与应用
主题4 正弦交流电路
§4-2单相正弦交流电路的分析
※纯电容交流电路分析
二、电容器的电容量
3.电容器的标注
(1)直标法:主要用在体积较大的电容器上,标注 的内容有多有少。一般情况下,标称容量、额定电压 及允许偏差这3项参数大都标出,
※三相负载的连接
1
电工电子技术与应用
主题4 正弦交流电路
§4-1 正弦交流电的基本物理量
※正弦交流电的产生
一、电源的种类
2
电工电子技术与应用
主题4 正弦交流电路
§4-1 正弦交流电的基本物理量
※正弦交流电的产生
二、正弦交流电的产生 当线圈在匀强磁场中旋转时,导线切割磁感线,产生感应
电动势,该电动势按照正弦规律变化。。
※纯电容交流电路分析
一、认识电容器 1.电容器的结构与类型 (2)类型
按材料分类
21
电工电子技术与应用
主题4 正弦交流电路
§4-2单相正弦交流电路的分析
※纯电容交流电路分析
一、认识电容器 1.电容器的结构与类型
固定电容器
22
电工电子技术与应用
主题4 正弦交流电路
§4-2单相正弦交流电路的分析
※纯电容交流电路分析
7
电工电子技术与应用
主题4 正弦交流电路
§4-1 正弦交流电的基本物理量
※正弦交流电的表示方法
一、解析式表示法 用正弦函数的数学表达式来表示正弦交流电的方法称为解析式
表示法。 如正弦电压: u 14.14sin(100 t )V

电工学第2章正弦交流电路PPT课件

电工学第2章正弦交流电路PPT课件

p=ui=Um sin(ωt+90°) Imsinωt
=UmIm cosωtsinωt =UIsin2ωt
电感元件的功率波形
上式表明, 电感元件的瞬时功率是一个幅值为UI 并以2ω的角频率随时间而变化的正弦量。瞬时功率 的变化曲线如右图所示。
26
当p>0时,表明电感元件吸收能量并作负载 使用,即将电能转换成磁场能量储存起来;
1. 相位角(或相位)——(ωt +ψi) 2. 初相位——t=0时的相位角,即ωt +ψi|t=0=ψi
初相位不同,正弦波的起始点不同,如下图所 示。
(a)ψi=0
(b)ψi>0
(c)ψi<0
由于正弦量是周期性变化量,其值经2π后又重复,所
以一般取主值,| ψi |≤π。
8
2.1.3 初相位
在一个正弦交流电路中, 电压u和电流i的频率是相同的, 但初相位却可以不同。设:
19
在电阻元件的交流电路中,电压u与电流i 相 位相同、频率相同。其波形图、相量图如下所示:
根据 i=Imsinωt ;u=iR=ImRsinωt
可知电压幅值: Um=Im R;
U=I R
如果用相量来表 示电压与电流的


U

Um

R

••
U IR
关系,则有: I I m
20
瞬时功率:p=ui= Umsinωt Imsinωt=UmImsin²ωt
③指数形式可改写为极坐标形式:
A=r
三种复数式可以互相转换。复数的加减运 算可用直角坐标式;复数的乘除运算用指数形 式或极坐标形式则比较方便。
13
e e 例如: 设A1= a1+jb1 =r1 j 1 ;A2= a2+jb2 =r2 j 2
  1. 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. 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. 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)。
相位差: t 1 t 2 1 2
相位的领先与落后 1 2 i2与i1同相位
i2
2
1
i1
i4
i3
t
13 1800
i3与i1反相位
14 0
称i1领先于i4
或i4滞后于i1
已知: u 12 U 1sin t 1
u 22 U 2sin t 2
求: uuu
1
2
u2 U si n t 2 U si n t
因此对正弦量的分析,可以用与之对应的旋 转矢量进行。

Y 相量图
I m U m
X
Yω ω
i
u
Um
t
X
而应用旋转矢量分析多个同频率正弦量的问 题时,由于旋转速度相同,它们的相对位置 在任何瞬间都不会改变。所以可将它们当作 不动的矢量---有向线段来处理。
称这种仅反应正弦量大小和初相位的有向段
段为相量,符号Um, I构m 成的图形为相量图。
二.角频率、频率和周期
i
t
Tห้องสมุดไป่ตู้
反映正弦量变化的快慢。
角频率():每秒变化的弧度。
单位:弧度/秒( rad/s )
频率(f):每秒变化的次数。 :赫兹( Hz ),千赫兹( KHz ) ...
单位
周期(T):变化一周所需的时间。 单位:秒( s ),毫秒( ms )...
T、f、之间的关系:
i
t
f1 T
+j
有效值相量
Um U +1
在实际应用中,正弦量的大小一般采用有 效值,故图中相量的长度改为有效值。
小结:
1. 相量图可清晰地反映出各正弦量的大小和相 位关系 根据已知的频率,可知正弦量的 三个特征量。
小结
2.相量图可用于同频率正弦量的加减运算。
3.只有同频率的正弦量才能画在一张相量图上;
只有正弦量才能用相量表示,非正弦量不能用
电路中的电源(激励)及其在电路各部分产生 的电压、电流(响应)均随时间按正弦规律变 化。简称正弦交流电。
正弦交流电动势、电压、电流统称为正弦量。

二.讨论正弦交流电路的重要性
1.应用广泛
在强电方面,电能的生产 、输送和分配几
乎采用的都是正弦交流电。

弱电方面也常用正弦信号作为信号源。
2.正弦交流电的优点
1
1
2
2
2 U si n t
频率不变
U ( U 1 co 1 U 2 s co 2 )2 s ( U 1 si1 n U 2 si2 )2 n
tg1U1sin1U2sin2 U1co1sU2co2s
幅度变化 相位变化
uu1u2
2 U 1 si t n 1 2 U 2 si t n 2
有效值是以交流电在一个或多个周期的平均效果 ,作为衡量大小的一个指标。常利用电流的热效 应来定义。
定义: 取一个周期(T)的信号来考虑,
T i2R dt
0
交流
= I2RT
直流
i 则有 I 1 T 2 dt(均方根值) T0
当 iImsi nt时,
I Im 2
最大值= 2有效值 i2Isi nt
2.1 正弦量的特征量及其表示方法
2.1.1 正弦量的三个特征量 I m i
t
一.幅值
反映正弦量变化的幅度(用大写字母加下脚注
m表示)。
在工程应用中常用有效值(大写字母)表示正 弦量的大小。
有效值
如:交流仪表指示的读数、电器设备的额定电压 、额定电流指的是有效值;
民用电220 V、380 V指的也是供电电压的有 效值。
初相位:t=0时的相位,称为初相位或初相角。
说明: 给出了观察的起点或参考点。
多个同频率的正弦波相比较时,除比较 大小外就是初相位。
两个同频率正弦量的相位之差称相位 差,它等于两个正弦量初相位之差。
相位差等于两个正弦量初相位之差。
如:两个同频率的正弦电流:
i1 Im 1sin t1 i2 Im 2sin t 2
2Usi nt 相位变化
幅度变化 频率不变
综上:
同频率正弦波相加,其结果仍是该频率下的正 弦波。 正弦量的波形图及三角函数式表示法比较直 观,但用于运算很繁琐!
启示:在讨论同频率正弦波时,只要知道幅度 与初相位即可。
2.1.2 正弦量的相量表示法
相量表示法是基于复数表示正弦量的一种方法。
相量表示法
相量图 相量式(复数式)
一.相量图
正弦量的瞬时值可以用旋转矢量在纵轴上投影 的高度来表示,旋转矢量的长度等于正弦量的最 大值 ;旋转矢量的起始位置等于正弦量的初相
位角,即幅角;并以等角速度逆时针绕原点
旋转。
正弦量的瞬时值

ω
Um X
旋转矢量在纵轴 上的投影高度。
uU m si n t
Um
t
对于每一个正弦量都可以找到与其对应的旋 转矢量。
三. 正弦量的正方向
正弦量的正方向,是指正半周时的方向。
如正弦量电流 :
i
i
R
实际方向和假 设方向一致
t
用波形图表示
i
Im
i 用波形图表示:
R
t
用三角函数式表示: iImsi nt
Im是电流的幅值 是初相位角
是变化的角频率
正弦量i的全貌可由Im 、 、 三个参数描述。
称上述三个量为正弦量的三个特征量。
2 2 f
T
T
(一个周期为 2π弧度)
如:f=50 HZ, T=0.02s =314 rad/s
小常识
* 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
i
i2Isi nt
三.相位
t
相位 t:反 映正弦量变化的进程。
相量表示。
Y U
+j U
放在复平面上 b
X
+1
a
有效值相量
U a jb
二.相量式--复数符号法
正弦量 旋转矢量
移至复平面
e 由欧拉公式: jcosjSin
Umej(t )U m co t ) s j U m ( S (t i n )
第2章 正弦交流电路
2.1 正弦量的特征量及其表示方法 2.2 正弦交流电路的分析计算 2.3 交流电路的频率特性
2.1 正弦量的特征量及其表示方法
2.1.1 正弦量的三个特征量 2.1.2 正弦量的相量表示法
第二章 正弦交流电路

在工农业生产及日常生活中应用得最为广泛的 当属正弦交流电路。 一.正弦交流电路
1)利用变压器可以将正弦交流电压方便地进 行升高和降低,既简单灵活又经济。
2)正弦量变化平滑,在正常情况下不会引起 过电压而破坏电气设备的绝缘。
讨论正弦交流电路的重要性 正弦交流电的优点
3)电子技术中大量存在的非正弦周期信号, 可通过傅立叶级数分解成一系列不同频率 的正弦分量。这类问题可通过迭加原理按 正弦电路的方式处理 ……。
相关文档
最新文档