交流电路基础讲解.ppt
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《电工基础》第5章 正弦交流电路ppt课件
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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。
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12
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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
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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。
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27
§5-3 单一参数的交流电路
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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
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50
§5-4 LC谐振电路
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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。
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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
《单相交流电路》课件
《单相交流电路》 PPT课件
• 单相交流电路概述 • 单相交流电路的基本原理 • 单相交流电路的元件与设备 • 单相交流电路的计算与分析 • 单相交流电路的故障诊断与维护 • 单相交流电路的未来发展与趋势
目录
Part
01
单相交流电路概述
定义与特点
定义
单相交流电路是指电源产生的电 流随时间按正弦规律变化的电路 。
维护与保养建议
建议一：定期检查
建议二：清洁散热
建议三：更换老化元件
对电气设备进行定期检查 ，确保无安全隐患。
保持电气设备散热良好， 防止过热损坏。
及时更换老化或损坏的元 件，确保电气性能稳定。
Part
06
单相交流电路的未来发展与趋 势
新技术与新材料的应用
高效电力电子转换技术
随着电力电子技术的进步，高效、紧 凑的电力电子转换器在单相交流电路 中将得到广泛应用，提高能源利用效 率。
负载的种类繁多，根据其工作原理和 用途可分为电阻性、电感性和电容性 负载。
保护装置
保护装置是为了保护电路和设备 的安全而设置的装置，如熔断器
、断路器和漏电保护器等。
熔断器是一种常见的保护装置， 当电路发生短路或过载时，熔断
器会熔断，从而切断电路。
断路器能够自动切断电路，防止 过载和短路引起的故障扩大。漏 电保护器能够在发生漏电时迅速
电线与电缆是传输电能的导体，常用的电线和电缆有铜线、铝线和橡胶电缆等。
电线与电缆的规格和型号根据电流大小和电压高低而定，不同规格的电线与电缆具 有不同的载流量和电阻值。
电线与电缆的绝缘层材料和厚度也影响其电气性能和使用寿命。
负载
负载是指使用电能的设备或器件，如 灯泡、电动机和加热器等。
• 单相交流电路概述 • 单相交流电路的基本原理 • 单相交流电路的元件与设备 • 单相交流电路的计算与分析 • 单相交流电路的故障诊断与维护 • 单相交流电路的未来发展与趋势
目录
Part
01
单相交流电路概述
定义与特点
定义
单相交流电路是指电源产生的电 流随时间按正弦规律变化的电路 。
维护与保养建议
建议一：定期检查
建议二：清洁散热
建议三：更换老化元件
对电气设备进行定期检查 ，确保无安全隐患。
保持电气设备散热良好， 防止过热损坏。
及时更换老化或损坏的元 件，确保电气性能稳定。
Part
06
单相交流电路的未来发展与趋 势
新技术与新材料的应用
高效电力电子转换技术
随着电力电子技术的进步，高效、紧 凑的电力电子转换器在单相交流电路 中将得到广泛应用，提高能源利用效 率。
负载的种类繁多，根据其工作原理和 用途可分为电阻性、电感性和电容性 负载。
保护装置
保护装置是为了保护电路和设备 的安全而设置的装置，如熔断器
、断路器和漏电保护器等。
熔断器是一种常见的保护装置， 当电路发生短路或过载时，熔断
器会熔断，从而切断电路。
断路器能够自动切断电路，防止 过载和短路引起的故障扩大。漏 电保护器能够在发生漏电时迅速
电线与电缆是传输电能的导体，常用的电线和电缆有铜线、铝线和橡胶电缆等。
电线与电缆的规格和型号根据电流大小和电压高低而定，不同规格的电线与电缆具 有不同的载流量和电阻值。
电线与电缆的绝缘层材料和厚度也影响其电气性能和使用寿命。
负载
负载是指使用电能的设备或器件，如 灯泡、电动机和加热器等。
交流电路基础讲解88页PPT
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。电路基础讲解
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
三相交流电电路分析PPT课件
第17页/共44页
U AN U p0V
Z Z
UBN U p 120
UCN U p120 IN IAN IBN ICN 0
IA
IAN
U AN Z
U P0
Z
Up Z
IB
IBN
Up Z
120
IC
ICN
Up Z
120
第18页/共44页
结论：三相电源对称， 负载对称且Y形连接， 则三个线电流也是对称 的。中线电流为0
B
•
•
Z
C
C
星形接法
三角形接法
第13页/共44页
4.2.1 三相对称负载星i形A 接法及计算
uA AN N
i Z AN
uCN C
uBN B
iZ
C
i Z
BN
iB iCN
相电流(负载上的电流)：
IAN 、IBN、ICN
线电流(火线上的电流)：
IA 、IB 、IC
第14页/共44页
一、星形接法特点
iA
N
eB
uBN B uCN C
U AN U P0 U BN U P 120 U CN U P120
U CN
120
120
120
U BN
U AN
UP代表电源相电压的有效值
三个相电压是对称的
第8页/共44页
线电压：火线间的电压。
A
u AB uBC uCA
u AN uAB
uCN
N
uBN
B C
uBC uCA
C
第6页/共44页
e eC A
ZX
ec Y
eB
A （火线）
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：
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：
第三章交流电路优秀课件
•
U
220
45V？
42si(nωt30)A ？
2
有效值
j45
U m22e405V ？
瞬时值
4.已知：
U 10 015V
2.已知： I1060A U10V 0？负号
？ i1s0i(n ω t60 )A ？ 最大值
U 100ej15V
例1: 将 u1、u2 用相量表示
u 1 2 2 02sin(ω t 2 0 )V
A a j b r co jr si n r e jψ rψ
相量: 表示正弦量的复数称相量
设正弦量: uU m si(ω ntψ )
相量表示:
U Ujψ eUψ相量的模=正弦量的有效值
相量辐角=正弦量的初相角
电压的有效值相量
或：U mU m ejψU mψ相相量量辐的角模==正正弦弦量量的的初最相大角值
iIm sin(ω tψ 2)
(t 1 ) (t 2 )
ψ1 ψ2
ui u i
若 ψ1ψ20
O
电压超前电流
ωt
ψ1ψ20
电流超前电压
ui i
u
O
ωt
电压与ψ 电1 流ψ 同2相0
ui u
i
O
ωt
ψ 1ψ 290
电流超前电压90
ui u i
O
ωt
90°
ψ1ψ2180
电压与电流反相
ui u i
O
ωt
3.2 正弦量的相量表示法
１.正弦量的表示方法
u
波形图
O
ωt
瞬时值表达式 uU m si n t ()
相量 U Uψ
必须 小写
《单相正弦交流电路 》课件
《单相正弦交流电路》PPT课件
$number {01}
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。
$number {01}
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。
电路分析基础第6章-三相交流电路-PPT精选课件.ppt
19
第6章三相交流电路
6.2.1 若把对称三相负载ZU、ZV、ZW一端连在一起，成为一
个公共点N′(称为负载的中点)，并接到三相电源的中线上， 而各负载的另一端分别接到三相电源的端线上，就构成星形 连接，如图6-7所示。用四根导线把电源和负载连接起来的 三相电路，称为三相四线制电路(Y0-Y0供电系统)。
第6章三相交流电路
6.1 三相电源
所谓三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相 位依次互差120°的正弦交流电源按一定方式连接而成的电
6.1.1 对称三相电源 三相发电机是将三组完全相同的绕组对称固定在同一圆
柱形铁芯上，固定不动，这三个绕组在空间位置上互相差 120°角。当中间转动的励磁绕组以角频率ω匀速旋转时， 三相绕组会同时产生三个大小及频率相同而相位互差120° 的对称三相电动势，这就是三相交流发电机的原理。图61(a)
10
100
由此得中线电流为
•
•••
INIUIVIW2 2374 4672 2120
2 20.8j2 20.64 40.6j440.82 21j2 2 3
2
2
3 3j29 .4 3.2 4 54.6 1A
29
第6章三相交流电路 (1)在对称的三相四线制电路中(负载为对称三相负载)， 中线电流为零，即中线不起作用，可以去掉，成为三相三线 (2)三相负载不对称时，中线有电流通过，中线不能断 (3)中线上不允许安装熔断器(保险)和开关；熔断器(保 险)和开关只能装在端线(火线)
压严重不对称，使用电设备不能正常工作。
24
第6章三相交流电路
【例6-2】对称三相负载作星形连接，且每相负载为纯
电阻，大小为10Ω，已知电源电压 U UV =380∠0°V，求
第6章三相交流电路
6.2.1 若把对称三相负载ZU、ZV、ZW一端连在一起，成为一
个公共点N′(称为负载的中点)，并接到三相电源的中线上， 而各负载的另一端分别接到三相电源的端线上，就构成星形 连接，如图6-7所示。用四根导线把电源和负载连接起来的 三相电路，称为三相四线制电路(Y0-Y0供电系统)。
第6章三相交流电路
6.1 三相电源
所谓三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相 位依次互差120°的正弦交流电源按一定方式连接而成的电
6.1.1 对称三相电源 三相发电机是将三组完全相同的绕组对称固定在同一圆
柱形铁芯上，固定不动，这三个绕组在空间位置上互相差 120°角。当中间转动的励磁绕组以角频率ω匀速旋转时， 三相绕组会同时产生三个大小及频率相同而相位互差120° 的对称三相电动势，这就是三相交流发电机的原理。图61(a)
10
100
由此得中线电流为
•
•••
INIUIVIW2 2374 4672 2120
2 20.8j2 20.64 40.6j440.82 21j2 2 3
2
2
3 3j29 .4 3.2 4 54.6 1A
29
第6章三相交流电路 (1)在对称的三相四线制电路中(负载为对称三相负载)， 中线电流为零，即中线不起作用，可以去掉，成为三相三线 (2)三相负载不对称时，中线有电流通过，中线不能断 (3)中线上不允许安装熔断器(保险)和开关；熔断器(保 险)和开关只能装在端线(火线)
压严重不对称，使用电设备不能正常工作。
24
第6章三相交流电路
【例6-2】对称三相负载作星形连接，且每相负载为纯
电阻，大小为10Ω，已知电源电压 U UV =380∠0°V，求
电路课件第3章交流电路
04
交流电路的功率与效率
有功功率与无功功率
有功功率
表示实际消耗的功率，用于转换和 利用电能，单位为瓦特（W）。
无功功率
表示电感或电容元件之间交换的功 率，不消耗电能，单位为乏 （var）。
视在功率与功率因数
视在功率
表示电源提供的总功率，包括有功功率和无功功率，单位为伏安（VA）。
功率因数
表示有功功率与视在功率的比值，用于衡量电路的效率，数值范围在0到1之间。
06
交流电路的实验与实践
交流电路的测量技术
交流电压和电流的测量
频率和周期的测量
使用电压表和电流表测量交流电路中 的电压和电流值，注意选择合适的量 程和测量模式。
使用频率计或周期计测量交流电的频 率和周期，了解频率与周期的关系。
功率和功率因数的测量
使用功率表测量交流电路中的有功功 率，同时通过测量电压和电流相位差 计算功率因数。
交流电路的实验设备与工具
电源
测量仪表
提供稳定的交流电源，可以选择市电或可 调电源。
电压表、电流表、功率表、频率计等。
实验线路板
连接线与线夹
用于搭建各种交流电路，包括负载、电源 、电感、电容等元件。
用于连接实验元件和线路板。
交流电路的实际应用案例
家用电器
交流电在家庭中广泛应用， 如照明、空调、洗衣机等 电器设备。
影响稳定性的因素
影响交流电路稳定性的因素有很多，如电源质量、负载特性、线路阻抗等。此外，外部环 境因素如温度、湿度、电磁干扰等也会对电路的稳定性产生影响。
稳定性分析方法
为了确保交流电路的稳定性，需要对电路进行详细的分析。常用的分析方法包括时域分析 、频域分析和暂态分析等。这些方法可以帮助工程师了解电路在不同情况下的性能表现， 从而采取相应的措施提高稳定性。
交流电的基础知识PPT课件
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。
正弦波 特征量之二
-- 角频率
角频率ω ：单位时间内 交流电所经历的电角度 (反映交流电变化快慢 的物理量)。
i
t
T
i Im sin t
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..
载。
I
a
在感性设备两端并联
适当电容。
I1
IC
当用电气设备是感性负载时，
R
用一个适当的电容与之并联，
电 动
-jXC
就能够提高电气设备的功率
U
机
jXL
因数，从而提高整个电网的
功率因数。
让无功电流在电容和电感之间进行环流。
1. 有功功率和功率因数
有功功率是电路中负载实际消耗的功率: P=UIcosφ
有功功率P的单位是瓦特【W】。 上式表明，有功功率等于电路端电压有效值 U和流过负载的电流有效值I的乘积，再乘以 cosφ 。
式中cosφ 称为功率因数。其值取决于电路
中用电器的性质。
2. 无功功 率
无功功率Q的 单位是：
2. 频率 f： 每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹 ... 3. 角频率 ω ： 每秒变化的弧度 单位：弧度/秒
f 1 T
2 2 f
T
1. 周期（T）：
正弦交流电从零→最大 →零→负最大→零；这 样循环变化一周所需的 时间叫周期.
周期表明交流电变化 的快慢, 我国交流电的
周期为: T = 0.02秒
位一般是指两个同频率波形，过零点的时间差。
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。
正弦波 特征量之二
-- 角频率
角频率ω ：单位时间内 交流电所经历的电角度 (反映交流电变化快慢 的物理量)。
i
t
T
i Im sin t
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..
载。
I
a
在感性设备两端并联
适当电容。
I1
IC
当用电气设备是感性负载时，
R
用一个适当的电容与之并联，
电 动
-jXC
就能够提高电气设备的功率
U
机
jXL
因数，从而提高整个电网的
功率因数。
让无功电流在电容和电感之间进行环流。
1. 有功功率和功率因数
有功功率是电路中负载实际消耗的功率: P=UIcosφ
有功功率P的单位是瓦特【W】。 上式表明，有功功率等于电路端电压有效值 U和流过负载的电流有效值I的乘积，再乘以 cosφ 。
式中cosφ 称为功率因数。其值取决于电路
中用电器的性质。
2. 无功功 率
无功功率Q的 单位是：
2. 频率 f： 每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹 ... 3. 角频率 ω ： 每秒变化的弧度 单位：弧度/秒
f 1 T
2 2 f
T
1. 周期（T）：
正弦交流电从零→最大 →零→负最大→零；这 样循环变化一周所需的 时间叫周期.
周期表明交流电变化 的快慢, 我国交流电的
周期为: T = 0.02秒
位一般是指两个同频率波形，过零点的时间差。
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§ 5-4 纯电感电路
• 一、电感对交电流的阻碍作用
• 电感的感抗与频率的关系可以 概括为：
• 通直流，阻交流，通低频， 阻高频。
• 因此电容也被称为低通元件
• 二、电流与电压的关系
• 由电阻很小的电感线圈组成的交流电路,可以近似地看做是 纯电感电路
• 在纯电感电路中，电流与电压成正比,与感抗成反比，即
白炽灯,卤钨灯,电暖气,工业电阻炉等的电路都可近似的看成是纯电阻电路)
• 一、 电流与电压的相位关系
•
i＝ u Um sin t
R
R
• 在正弦电压的作用下电阻中通过的电流也是一个同频 率的正弦交流电流且与加在电阻两旁的电压同相位.
• 二、电流与电压的数量关系
• 通过电阻的最大电流
Im
Um R
• 同时除以 2 得：
6
的电源上，试求： （1）电容的电抗 （2）电流的有效值 （3）电流的瞬时值表达式 （4）电路的无功率
§5-6 RLC串联电路
一、电压与电流关系
• RLC串联电路的总电压瞬时值等于多个元件上电 压瞬时值之和，即
u uR uL uC
二、电路的电感性、电容性、和电阻性
• 1、电感性电路
• 当 X L X C 时，则 U L U C阻抗角φ﹥0,电路
I U R
• 三、 功率
在任意瞬间电阻中电流瞬间值与同一瞬间的电阻两端电压的瞬间值的 乘积，称为电阻U
2 m
R
sin 2
t
• 结论：
• 电阻总是要消耗功率因此 电 阻是一种耗能元件
• 通常用电阻在交流电一个周期内消 耗的功率的平均值来表示功率的大 小叫做平均功率.平均功率又称为有 功功率,用P表示,单位仍是W
• 电容的容抗与频率的关系可以 概括为：
• 隔直流，通交流，阻低频， 通高频。
• 因此电容也被称为高通元件
• 容抗的大小与那些因素有关：
• （1）电容器的电容量越大，容抗越小。
• （2）交流电的频率越高，电容器的容量
越小。
计算式为：
1
1
XC
C
2fC
二、电流与电压关系
• 把电容器接到交流电源上，如果电容器的电阻 和分布电感可以忽略不计，可以把这种电路近 似的看成是纯电容电路
• 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 • 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逆时针
转动的角度为正，反之为负。
§5-3 纯电阻电路
• 交流电路中如果只需考虑电阻的作用这种电路称为纯电阻电路 (如
交流发电机主要用于提供电能. 震荡器主要用于产生各种交流信号.
• 瞬时值表达式 • 也称解析式
• 三、正弦交流电的周期、频率和角频率
• 四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值.
• 五、正弦交流电的相位与相位差
§ 5-2 正弦交流电的 相量图表示法
在物理学中，曾学习过速度矢量 力矢量等，他们都是既有大小又 有方向的量，一般称他们为空间 矢量，其加减运算遵循平行四边 形法则。用以表示正弦交流电的 旋转相量与力学中的矢量不同， 它只是相位随时间变化的量，虽 然加减运算也遵循平行四边形法 则，但与方向无关
•
QL
ULI
I2XL
U
2 L
XL
• 无功功率并不是“无用功率”， “无功”两字的含义是说它没有被 消耗掉。实际上许多具有电感性质 的电动机变压器等设备都是根据电 磁转换原理利用无功功率而工作的。
§ 5-5 纯电容电路
一、电容对交流电的阻碍作用
电容器对交流电的阻碍作 用叫做容抗，用Xc表示，单 位Ω。
•
•
I U
XL
• 感抗只是电压与电流最大 值的比值，而不是电压与 电流瞬时值的比值，Xl= 这是因为u和i的相位不同
• 三 、功率
• 纯电感电路不消耗能量,电感是一种储能元件
• 不同的电感与电源转换能量的多少也不
同.通常用瞬时功率的最大值来反映电感
与电源之间转换能量的规模，称为无功
功率 用 Q表L示.单位名称是乏，用符号Var。
有效值
因为交电流的大小是随时间变化的.所以在研究 交流电的功率时 才用最大值就不够方便通常用 有效值来表示.使交流电和支流电加在同样阻值 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. 有效值用大写字母表示如E U I
P URI UI cos
• 电路的无功功率为电感和电容上的无功功率之 差即
•
Q QL QC (UL UC )I UI sin
•
• 电压与电流的有效值的乘积定义为视在 功率，用S表示，单位为伏·安（V·A）。
• 视在功率S与有功功率P和无功功率Q的 关系为：
S P2 Q2 P S cosQ S sin
§5-1交流电的 基本概念
• 一.什么是交流电
• 交流电的方向随着时间的变化而变化.
• （电压的大小和方向都不随时间的变化而变化的电 流称为稳恒直流电.）
• 家庭电源插座上电压的波形,电压的大小和方
向按正弦规律变化,所以称为正弦交流电.
• 二、交流电的产生
交流电可以由交流发电机提供，也可由交流发电 机 提供.也可由震荡器产生.
程电感性，电压超前电流 φ角。
• 2、电容性电路
• 当 X L X C 时，则 U L UC 阻抗角φ﹤0,电路
程电容性，电压滞后电流 φ角。
• 3、电阻性电路 • 当 X L XC 时，则 UL UC 阻抗角φ﹤0,电路
程电容性，电压滞后电流 φ角。
三、功率
• 在RLC串联电路中，只有电阻是消耗功率的， 所以在RLC串联电路中的有功功率就是电阻上 所消耗的功率，即
• 在纯电感电路中，电流与电压成正 比，与容抗成反比，即
I U XC
• （这就是纯电容电路欧姆定律表达式。）
• 设电压 为参考正弦量，电流i的瞬 时值表达式为
i C uc t
• 三、功率
• 纯电容电路无功功率为：
QC
UI
I 2 XC
U2 XC
容量为40µF的电容接在 u 220 2 sin(314t )V
• 式中 cos ， P称为功率因数。
S
1.周期
交流电每重复变化 一次所需的时间成 为周期.用符号T表 示.单位是s.
2.频率
交流电在1s内重复变化的次 数成为频率,用符号f表示. 单位名称是赫兹（Hz）.简 称赫.
3、角频率
正弦交流电每秒内变化的电 角度称为角频率
用符号ω表示.
最大值：
正弦交流电在一个周期所能达到 的最大瞬间值成为正弦交流电的 最大值.(又称峰值、幅值)