日光灯照明电路的安装与测试

i Im sin(t )
a
b
❖ 正弦量的瞬时值表达式和波形图是 否便于电路的分析计算？
❖ 若不是，那是否有更方便的表示方 法，既能简化计算又便于理解正弦 电路的规律和性质？
知识二 正弦量的相量表示及运算
１.正弦量的表示方法
u
波形图
O
ωt
瞬时值表达式 u Umsin( t )
例
iR
IR
交流电i 通过电阻R时，在t 时间内产生的热量为Q
直流电I 通过相同电阻R时，在 t 时间内产生的热量也为Q
即：热效应相同的直流电流 I 称之为交流电流 i 的有效 值。有效值可以确切地反映交流电的作功能力。
U
理论和实际都可以证明：
Um 2
0.707U m
I
Im 2
0.707 Im
有效值必 须大写
2.正弦量的三要素
(1)振幅值
瞬时值是以解析式表示的：
振幅值必须大 写,下标加 m。 如： Um、Im
i(t) Im sin(t i )
振幅值
源自文库
最大值
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，也是指供电电压的有效值。
有效值指与交流电热效应相同的直流电数值。
求每个正弦量的振幅值和初相。
解：（1）i 5sin(t ) Im 5A i rad
（2） u 100 sin(t 240 0 ) 100 sin(t 240 0 360 0 ) 100 sin(t 120 0 )V
Um 100V u 120 0
相位差：两个同频率正弦量之间的相位之差。
大值，所以不能用。
(2)角频率
周期T： 正弦量完整变化一周所需要的时间。单位：s、ms
频率f： 正弦量在单位时间内变化的周数。单位Hz、kHz
周期与频率的关系：
1
f
T
角频率ω： 正弦量单位时间内变化的弧度数。单位rad/s
角频率与周期及频率的关系：
2 2f
T
小常识
* 电网频率：我国 50 Hz ，美国 、日本 60 Hz * 高频频率：3M ~ 30MHz * 中频频率：300kHz ~ 3MHz * 无线通信频率： 30 kHz ~ 30GMHz
i1(t) 14.1sin(t 120 180) 14.1sin(t 60)A i2(t) 7.05sin(t 60 90) 7.05sin(t 30)A
1 60, 2 30 12 1 2 60 30 30
想想、练练
同频率的正弦 量 进行四则运算后 频率是否变化？
下图中改变参考方 向后i的初相是多少？
情境任务
任务一 认识日光灯照明电路 任务二 分析测试日光灯照明电路各元件 任务三 分析并实现日光灯照明电路功率因数的提高 任务四 安装并分析日光灯照明电路
任务一 认识日光灯照明电路
•能力目标
能说出正弦量的三要素及意义 能写出正弦量的相量表达式 能对正弦量采用多种表示方式
• 知识目标
理解正弦交流电的基本概念，正弦量的三要素； 掌握相量的概念，正弦量的相量表示及运算； 掌握正弦量的几种表示方式。
例 u Um sin(t u ), i Im sin(t i )
相位
初相
u、i 的相位差为：
(t u ) (t i ) u i
显然，相位差实际上等于两个同频率正弦量之 间的初相之差。
ψu ψi 0
电流超前电压 的绝对值
ui i
u
O
ωt
ψi
ψu ψi 0
电压与电流同相 ui u
• 家用照明电路连接图
电源
火线 零线
..
连接导线和其余
设备为中间环节
负载
家用照明电路连线Flash演示
镇流器 灯管
启辉器
直管形日光灯电路
R RL L
等效电路图
❖ 日光灯照明用电是直流电吗？ ❖ 若不是，那使用的是什么形式的电？ ❖ 它与直流电相比有何优点？
知识一 正弦交流电的基本概念 1.基本概念
(1)直流电的概念
I、 U
I、 U
大小随时间变 化，方向不随 时间变化
大小和方
向均不随
时间变化 0
t0
t
直流
脉动直流
(2)交流电的概念
大小和方向均随时间周期性变化且平均值为零，称为交流电。 最常见的交流电是随时间按正弦规律变化正弦电压和正弦电流。
I、 U
0
T
u
正弦交流电的优越性：
t
便于传输；易于变换
(3)初相
相位： t ψ
反映正弦量变化的进程。
i i Imsin(ωt ψ)
O
ωt
初相位： 表示正弦量在 t =0时的相角。
ψ ( t )
t 0
: 给出了观察正弦波的起点或参考点。
在选定的参考方向下，已知两正弦量的解析式为：
i 5sintA u 100 sin(t 240 0 )V
i
O
ωt
ψu ψi 0
电流滞后电压
ui
u
i
O
ωt
ψu
ψu ψi 180
电压与电流反相 ui u
i
O
ωt
同频率正弦量的几种相位关系： （１）超前关系 φ12 = Ψ 1 - Ψ 2 >0且|φ12|≤π弧度，称第一量超前 第二量，或称第二量滞后第一量。
（２）滞后关系
φ12= Ψ 1 - Ψ 2 <0且|φ12|≤π弧度，称第一量滞后第 二量，或称第二量超前第一量。 （３）同相关系
便于运算；
有利于电器设备的运行；
t
.....
T
实际方向和参考方向一致
ui
+ _
i
t
_
+_ u
R
正半周
实际方向和参考方向相反
_
i
+_ u R
负半周
设正弦交流电流：
i
Im
i Im sin t
O
2
t
T
初相角：决定正弦量起始位置
角频率：决定正弦量变化快慢
振幅值：决定正弦量的大小
振幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。
φ12= Ψ 1 - Ψ 2 =0,称这两个正弦量同相。 （４）反相关系
φ12= Ψ 1 - Ψ 2 ＝π, 称这两个正弦量反相。
求两个正弦电流i1(t)=-14.1sin(ωt-120°)A， i2(t)=7.05cos(ωt-60°) A的相位差φ12。 解 把i1和i2写成标准的解析式，求出二者的初相， 再求出相位差。
问题与讨论
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
220V 的线路上?
注意:
~ 220V
电器 最高耐压 =300V
交流电压、电流表测 量数据为有效值;交
有效值 U = 220V
流设备名牌标注的电 压、电流均为有效值
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