電工電子技術(shù)高職學(xué)習(xí)資料 優(yōu)質(zhì)課件

1、書名：電工電子技術(shù) 第2版 ISBN： 978-7-111-36601-0 作者：儲克森 出版社：機械工業(yè)出版社 本書配有電子課件 第二章 正弦交流電路 1.第一節(jié) 正弦交流電路的基本概念 2.第二節(jié) 正弦量的相量表示法 3.第三節(jié) R、L、C正弦交流電路 第四節(jié) R、L串聯(lián)電路 第五節(jié) R、L、C串聯(lián)電路 5.第六節(jié) 正弦交流電路和功率、功率因數(shù) 6.第七節(jié) 三相交流電路 7.第二章 小結(jié)、習(xí)題課 8.實驗 4. 一、正弦交流電的產(chǎn)生 第一節(jié) 正弦交流電路的基本概念 交流發(fā)電機產(chǎn)生 圖2-2 正弦交流電壓的波形 eBL? ? ?sin m B B? m sineKL B? ? ?sin m

2、E e ? ? ?sin m U u ? 電角頻率電角頻率() P? t ? ? mm sinsinuUpU? 磁極對數(shù)磁極對數(shù) 電角 機械角 tUusin m ? tIisin m ? ? 圖2-3 兩對磁極情況下電壓波形 二、正弦交流電的二、正弦交流電的“三要素三要素” 1.周期和頻率 周期T T 交流電的某一值重復(fù)出現(xiàn)的最短時間 頻率f 每秒鐘變化的周期數(shù) 頻率和周期互為倒數(shù)關(guān)系 周期的單位是秒（s）； 頻率的單位是赫（Hz） 由電角頻率的定義式不難導(dǎo)出： 角頻率的單位是弧度/秒（rad/s） T f 1 ? 圖2-4 正弦交流電壓的周期 f Tt 2 2 ? ? 2.正弦交流電的最大值

3、正弦交流電的最大值 正弦量在一個周期的變化過程中出現(xiàn)的最大瞬時值， 也稱“幅值”，U U m、I m分別表示電壓、電流的“最大值” 3.正弦交流電的相位角 (1)(1)初相角 正弦量由負變正的那個零點到計時開始 所經(jīng)過的電角度，簡稱“初相角”，如圖2-5所示 ( t +)稱為正弦量的相位角 初相角是t = 0瞬間的相位角 圖2-5 正弦電壓的初相角波形 )sin( mu tUu? )sin( mi tIi? (2)同頻率正弦量的相位差 兩個同頻率正弦量的相位之差稱為相位差 超前 和滯后 就可以說 超前 角， 或說 滯后 角 同相、反相和正交 例2-1已知： 圖2-7 正弦電壓的相位差 1m11

4、 sin()uUt? 2m22 sin()uUt? 1212 ()()tt? 1 u 212 u?， 2 u 112 u?， I1 I2 I3 三、正弦交流電的有效值和平均值 1.有效值的概念 根據(jù)正弦電流和直流電的熱效應(yīng)相等來規(guī)定的根據(jù)正弦電流和直流電的熱效應(yīng)相等來規(guī)定的 = 2.交流電有效值的計算 3.交流電的平均值 ? ? T dti T I 0 2 DC 1 RtI 2 DC ? t Rdti 0 2 tIisin m ? ? ? T dttI T I 0 2 m )sin( 1 2 )0( 2 m 2 m I T T I ? 2 m I I ? 2 m U U ? mav 2 II?

5、 mav 2 UU? = 小結(jié)： 一、正弦交流電的表達式 二、正弦交流電的波形圖 三、正弦交流電的三要素 四、同頻率正弦量的相位差 五、正弦交流電的有效值 作業(yè)： P66 2-3、2-6 正弦交流電的表達式 m sin() u uUt? m sin() i iIt? 正弦交流電的“三要素” T f 2 f? U m、I m 正弦交流電的有效值 2 m I I ? 2 m U U ? f=50H Z 2 f? =314 rad/s 第二節(jié) 正弦量的相量表示法 一、復(fù)數(shù)簡介 1 1復(fù)數(shù)的表達形式 （1）代數(shù)形式 A=a+jb A A? 圖2-9 復(fù)數(shù)的矢量表示 矢量的長短 A表示復(fù)數(shù) 的“大小”

6、稱為復(fù)數(shù)的“模數(shù)”， （2 2）極坐標(biāo)形式 A 是矢量的方向角，稱為復(fù)數(shù)的“輻角” / cos sin aA bA ? ? ? ? ? ? ? ? 則代數(shù)形式中 ? ? ? ? ? ? ? a b baA arctan 22 則極坐標(biāo)形式中 已知代數(shù)形式 A=a+jb 復(fù)數(shù)的代數(shù)形式與極坐標(biāo)形式之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 已知極坐標(biāo)形式 ? AA 2 2復(fù)數(shù)的四則運算復(fù)數(shù)的四則運算 （1）加法 將復(fù)數(shù)化成代數(shù)形式，實部與實部相加，虛部與 虛部相加 例2-4 （2）減法 將復(fù)數(shù)化成代數(shù)形式，實部與實部相減，虛部與 虛部相減 例2-5 （3）乘法 將復(fù)數(shù)化成極坐標(biāo)形式，然后將相乘的復(fù)數(shù)“模 相乘、角相加” 例

7、2-6 （4）除法 把復(fù)數(shù)化成極坐標(biāo)形式，然后相除的兩個復(fù)數(shù) “模相除、角相減” 例2-7 二、正弦量的復(fù)數(shù)表示法（相量法）二、正弦量的復(fù)數(shù)表示法（相量法） 1.相量法 （1）電流的有效值對應(yīng)復(fù)數(shù)的模數(shù) （2）電流的初相角對應(yīng)復(fù)數(shù)的幅角 如 2 sin() i iIt? 圖2-10 正弦電流的極 坐標(biāo)形式 i II? ? 作為已知量，這樣正弦電流 可寫成復(fù)數(shù)形式 2.相量圖 同頻率的正弦量化成復(fù)數(shù)（相量）后，可以畫 在同一幅相量圖中 2sin() u uUt? 2 sin() i iIt? U U ? ? I I ? ? /u /i 圖2-11 與 的相量圖 U ? I ? )30sin(10

8、2 1 ?tu )50sin(1002 2 ?tu )120sin(5 1 ?ti )10sin(22 2 ?ti ? ? ? ? 1 U ? 2 U ? 2 5 1 ?I ? ? 2 I ? U ? 5 2? ?I ? )120sin(1502?tu )106sin(10?ti? ? 已知“相量”，寫出 正弦量瞬時值表達 式 V A 已知正弦量瞬時值表達式寫出其“ 相量” =10/30V =100/-50V /120A 2/-10A /-120V =150 /106A 3.參考向量 在利用“相量”進行正弦電路的計算時，為 了方便，常選定其中一個正弦量的初相角為零， 稱為“參考相量” 小結(jié)：

9、一、正弦量的復(fù)數(shù)表示法（相量法）一、正弦量的復(fù)數(shù)表示法（相量法） 二、相量圖二、相量圖 三、正弦量的計算 練習(xí) P66 2-7、2-8 作業(yè)： P66 2-9 第三節(jié) R、L、C正弦交流電路 一、純電阻正弦交流電路 1.電阻元件上正弦電流與電壓關(guān)系 圖2-13 電阻中電壓與電流的波形圖和相量圖 tUusin RmR ? tI R tU R u isin sin m RmR ? R U I Rm m ? R U I R ? ?/0 RR UU ? I I ? ? I U I U I U RRR /0 /0 ? ? ? ? ? ? /0- 0 = R 2電阻元件上的功率 （1）瞬時功率（p） （2

10、）有功功率（P） ttIUiup mRmR ?sinsin? tIUIU RR ?2cos? 圖2-14 電阻元件的 瞬時功率波形圖 IU dttIUIU T pdt T P T T R 0 RR 0 )2cos( 1 1 ? ? ? ? ? IUP R ? R U RIP 2 R2 ? 有功功率P的單位和直流功率一樣也是瓦 （W）或 千瓦（kW） 第三節(jié) R、L、C 正弦交流電路 一、純電阻正弦交流電路一、純電阻正弦交流電路 1.電阻元件上正弦電流與電壓關(guān)系 tUusin RmR ? RRm m sin sin uUt i RR iIt ? ? ?/0 RR UU ? 0 /0II? I U

11、 I U I U RRR /0 /0 ? ? ? ? ? ? /0- 0 = R 2電阻元件上的功率電阻元件上的功率 （1）瞬時功率（p p） ttIUiup mRmR ?sinsin?tIUIU RR ?2cos? IU dttIUIU T pdt T P T T R 0 RR 0 )2cos( 1 1 ? ? ? ? ? IUP R ? R U RIP 2 R2 ? （2）有功功率（P） 有功功率P的單位和直流功率一樣也是 瓦（W）或千瓦（kW） 圖2-14 電阻元件的 瞬時功率波形圖 L自感系數(shù)（電感）， 單位：亨（H） L 反映線圈在通過電流 后產(chǎn)生 磁通的能力，表明線圈電工特 性的物

12、理量。 根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變電流 通過電感 L時，電感元件電流與 電壓的關(guān)系為 電感元件圖形符號 dt di Lu? L 二、純電感正弦交流電路 1.電感元件電感元件 i 取正弦電流為參考量，即 則 令 則 XL L稱為“感抗”，單位是歐（） tIisin m ? )( )sin( )sin( mm L td tId L dt tId Lu? ) 2 sin(cos Lmm ?tUtLI 圖2-15 電感元件 電壓、電流波形圖及相量圖 mLm LIU?LIU L ? 0 i ? u 2 ? mLLm IXU? IXU LL ? LX L ? 2.電感元件上正弦電流與正弦電壓的關(guān)系 通過上述分

13、析，結(jié)論是：通過上述分析，結(jié)論是： 1）電感元件上正弦電流和電壓瞬時值的關(guān)系是微分關(guān)系， 即遵守電磁感應(yīng)定律。 2）引入感抗（X L）后，正弦電流、電壓的最大值、有效值， 具有歐姆定律形式。 3）電流和電壓相量之間的關(guān)系也具有歐姆定律形式。j X L 為感抗X L的復(fù)數(shù)形式。 4）電感元件上，電壓、電流是同頻率的正弦量，且電壓相 量超前電流相量/2。 I I ? ? LL UU ? ? L L L 0 X I U I U ? ? ? ? / /90 ? ? LL jXIu ? ? ? L X 電感上電感上電流電流與與電壓電壓的關(guān)系相量表示的關(guān)系相量表示 /90 /0； 則 則 /90=jj 或

14、 或 3.電感元件上的功率電感元件上的功率 （1）瞬時功率（p） （2）有功功率（P） （3）無功功率（Q） 單位 “乏”（var） 2 2sin sincos sin)2/sin( mLm mLm mLmL t IU ttIU tItUiup ? ? ? tIUp2sin L ? ? ? T pdt T P 0 1 ? ? T tdtIU T 0 L 02sin 1 L 2 L L 2 LL X U XIIUQ? 1電容元件 電容器不考慮內(nèi)部損耗等，就可抽象為電容元件 電容元件上電流和電壓的關(guān)系 2.電容元件上正弦電壓與正弦電流關(guān)系 dt du Ci C ? tUusin CmC ? )(

15、)(sin )sin( Cm CmC td td CU dt tUd C dt du Ci? ) 2 sin( m ?tIiCmm CUI? C U I 1 Cm m ? C U I 1 C ? 0 u ? 22 iu ? 三、純電容正弦交流電路 圖2-17 電容元件電壓、電流波形圖 及相量圖 C X C 1 ? C Cm m X U I? C C X U I ? C C C 0 90 C U U II XjX ? ? ? ? ? / / C X I I ? ? CC UU? ? 則 令 X C C 稱為“容抗” 單位歐（） 電流、電壓都用相量表示 /90 /0 通過上述分析，結(jié)論是：P43 3.電容元件上的功率電容元件上的功率 （1）瞬時功率 CCmm Cmm Cmm C sinsin() 2 sin cos sin2 2 sin2 pu iU