單元4單相正弦交流電路

1、 在生產(chǎn)建設(shè)和日常生活中，正弦交流電與我們密不可分。在生產(chǎn)建設(shè)和日常生活中，正弦交流電與我們密不可分。由于交流電機(jī)比直流電機(jī)簡單、成本低、運(yùn)行可靠；交流由于交流電機(jī)比直流電機(jī)簡單、成本低、運(yùn)行可靠；交流電可以通過變壓器改變電壓的大小，便于遠(yuǎn)距離輸電，提電可以通過變壓器改變電壓的大小，便于遠(yuǎn)距離輸電，提供用戶需要的等級(jí)電壓，所以交流電的應(yīng)用極為廣泛。就供用戶需要的等級(jí)電壓，所以交流電的應(yīng)用極為廣泛。就是在一些必須使用直流電的場合，也往往是將交流電經(jīng)過是在一些必須使用直流電的場合，也往往是將交流電經(jīng)過整流設(shè)備變換為直流電。整流設(shè)備變換為直流電。 這一單元，我們來學(xué)習(xí)正弦交流電的基本概念和表示方這一

2、單元，我們來學(xué)習(xí)正弦交流電的基本概念和表示方法，三種基本正弦交流電路的特性，交流串聯(lián)電路的基本法，三種基本正弦交流電路的特性，交流串聯(lián)電路的基本特性，討論正弦交流電路的一般分析計(jì)算方法，學(xué)習(xí)交流特性，討論正弦交流電路的一般分析計(jì)算方法，學(xué)習(xí)交流電路的基本測量以及簡單交流電路的安裝和故障排除，了電路的基本測量以及簡單交流電路的安裝和故障排除，了解諧振的基本知識(shí)等。解諧振的基本知識(shí)等。 特高壓輸電特高壓輸電 4.1 交流電路的認(rèn)識(shí)交流電路的認(rèn)識(shí) 熟悉實(shí)訓(xùn)室工頻電源的配置；了解信號(hào)發(fā)熟悉實(shí)訓(xùn)室工頻電源的配置；了解信號(hào)發(fā)生器、交流電壓表、交流電流表、鉗形電流表、生器、交流電壓表、交流電流表、鉗形電流表

3、、萬用表、單相調(diào)壓器等儀器儀表；了解試電筆萬用表、單相調(diào)壓器等儀器儀表；了解試電筆的構(gòu)造，并會(huì)使用。的構(gòu)造，并會(huì)使用。 4.1 交流電路的認(rèn)識(shí)交流電路的認(rèn)識(shí) 1實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)目的（1）熟悉實(shí)訓(xùn)室工頻電源的配置。）熟悉實(shí)訓(xùn)室工頻電源的配置。（2）認(rèn)識(shí)了解基本的交流電儀器儀表。）認(rèn)識(shí)了解基本的交流電儀器儀表。（3）認(rèn)識(shí)了解試電筆的構(gòu)造，并學(xué)會(huì)使用。）認(rèn)識(shí)了解試電筆的構(gòu)造，并學(xué)會(huì)使用。2實(shí)訓(xùn)器材實(shí)訓(xùn)器材（1）電工實(shí)訓(xùn)臺(tái)。）電工實(shí)訓(xùn)臺(tái)。（2）信號(hào)發(fā)生器、交流電壓表、交流電流表、鉗形電）信號(hào)發(fā)生器、交流電壓表、交流電流表、鉗形電流表、萬用表、單相調(diào)壓器、試電筆。流表、萬用表、單相調(diào)壓器、試電筆。4.1 交

4、流電路的認(rèn)識(shí)交流電路的認(rèn)識(shí) 3實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟要求實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟要求1）熟悉實(shí)訓(xùn)室工頻電源配置）熟悉實(shí)訓(xùn)室工頻電源配置工頻是指交流電源的頻率標(biāo)準(zhǔn)。中國電力工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)頻工頻是指交流電源的頻率標(biāo)準(zhǔn)。中國電力工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)頻率定為率定為50Hz，有些國家或地區(qū)（如美國等）則定為，有些國家或地區(qū)（如美國等）則定為60 Hz。實(shí)訓(xùn)室的工頻電源有單相交流電源和三相交流電源兩種。實(shí)訓(xùn)室的工頻電源有單相交流電源和三相交流電源兩種。電源配置有多個(gè)規(guī)格的電源輸出，且備有三相漏電開關(guān)和電源配置有多個(gè)規(guī)格的電源輸出，且備有三相漏電開關(guān)和保險(xiǎn)盒二級(jí)保護(hù)。保險(xiǎn)盒二級(jí)保護(hù)。 三相交流電輸出：提供三相交流電輸出：提供380V三相交

5、流電（帶中線）。三相交流電（帶中線）。 單相交流電輸出：提供單相交流電輸出：提供220V單相交流電（市電）。單相交流電（市電）。 單、三相可調(diào)交流電輸出：提供單、三相可調(diào)交流電輸出：提供0240V連續(xù)可調(diào)的單連續(xù)可調(diào)的單相交流電壓，相交流電壓，0380V連續(xù)可調(diào)的三相交流電壓，由交流電連續(xù)可調(diào)的三相交流電壓，由交流電壓表指示輸出電壓值。壓表指示輸出電壓值。4.1 交流電路的認(rèn)識(shí)交流電路的認(rèn)識(shí) 2）認(rèn)識(shí)了解交流電儀器儀表）認(rèn)識(shí)了解交流電儀器儀表 交流電儀器儀表的主要用途是提供信號(hào)或進(jìn)行電工測量。交流電儀器儀表的主要用途是提供信號(hào)或進(jìn)行電工測量。（1）交流電流表）交流電流表（2）交流電壓表）交流電

6、壓表（3）鉗形電流表）鉗形電流表（4）萬用表）萬用表（5）信號(hào)發(fā)生器）信號(hào)發(fā)生器（6）單相調(diào)壓器）單相調(diào)壓器3）試電筆及其使用）試電筆及其使用 4.2正弦交流電的基本物理量正弦交流電的基本物理量 （1 1）理解正弦量解析式、波形圖的表現(xiàn)形式及其對(duì)）理解正弦量解析式、波形圖的表現(xiàn)形式及其對(duì)應(yīng)關(guān)系，掌握正弦交流電的三要素。應(yīng)關(guān)系，掌握正弦交流電的三要素。（2 2）理解有效值、最大值和平均值的概念，掌握它）理解有效值、最大值和平均值的概念，掌握它們之間的關(guān)系。們之間的關(guān)系。（3 3）理解頻率、角頻率和周期的概念，掌握它們之）理解頻率、角頻率和周期的概念，掌握它們之間的關(guān)系。間的關(guān)系。（4 4）理解相

7、位、初相和相位差的概念，掌握它們之）理解相位、初相和相位差的概念，掌握它們之間的關(guān)系。間的關(guān)系。4.2正弦交流電的基本物理量正弦交流電的基本物理量 正弦交流電，是指電流（或電壓、電動(dòng)勢）的大小和方正弦交流電，是指電流（或電壓、電動(dòng)勢）的大小和方向隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交流電。向隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交流電。 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，檢流計(jì)指線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，檢流計(jì)指針左右擺動(dòng)，說明線圈針左右擺動(dòng)，說明線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而且電流的大小與方向都且電流的大小與方向都在變化?？梢宰C明，當(dāng)在變化?？梢宰C明，當(dāng)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢按中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢按正弦規(guī)律變

8、化。正弦規(guī)律變化。4.2正弦交流電的基本物理量正弦交流電的基本物理量 4.2.1 解析式與波形圖解析式與波形圖 正弦交流電的解析式（或稱瞬時(shí)值表達(dá)式）的一般形式是正弦函數(shù)式正弦交流電的解析式（或稱瞬時(shí)值表達(dá)式）的一般形式是正弦函數(shù)式 正弦交流電流正弦交流電流正弦交流電壓正弦交流電壓正弦交流電動(dòng)勢正弦交流電動(dòng)勢)sin(i tIim)sin(u tUum)sin(e tEem正弦交流電動(dòng)勢正弦交流電動(dòng)勢的波形圖（是一的波形圖（是一條正弦曲線條正弦曲線 ） 坐標(biāo)橫軸表示時(shí)間坐標(biāo)橫軸表示時(shí)間 t，坐標(biāo)縱軸表示瞬時(shí)電動(dòng)勢，坐標(biāo)縱軸表示瞬時(shí)電動(dòng)勢e。若，坐標(biāo)縱軸表示。若，坐標(biāo)縱軸表示瞬時(shí)電流瞬時(shí)電流 i

9、 或瞬時(shí)電壓或瞬時(shí)電壓 u，就是，就是正弦交流電流或正弦交流電流或正弦交流電壓的波形圖。正弦交流電壓的波形圖。4.2正弦交流電的基本物理量正弦交流電的基本物理量 4.2.2 瞬時(shí)值、最大值和有效值瞬時(shí)值、最大值和有效值 正弦交流電路中，電流、電壓和電動(dòng)勢在任一瞬時(shí)的數(shù)值稱為瞬時(shí)正弦交流電路中，電流、電壓和電動(dòng)勢在任一瞬時(shí)的數(shù)值稱為瞬時(shí)值，瞬時(shí)值是隨時(shí)間而變化的。用小寫字母表示，值，瞬時(shí)值是隨時(shí)間而變化的。用小寫字母表示，i、u、e分別表示交分別表示交流電流、電壓和電動(dòng)勢的瞬時(shí)值。流電流、電壓和電動(dòng)勢的瞬時(shí)值。 正弦量在按正弦規(guī)律變化過程中的瞬時(shí)最大值，簡稱最大值或振幅正弦量在按正弦規(guī)律變化過程

10、中的瞬時(shí)最大值，簡稱最大值或振幅值、峰值，最大值不隨時(shí)間變化。用大寫字母帶下標(biāo)值、峰值，最大值不隨時(shí)間變化。用大寫字母帶下標(biāo)“m”表示，表示，Im、Um、Em分別表示交流電流、電壓和電動(dòng)勢的最大值。分別表示交流電流、電壓和電動(dòng)勢的最大值。 工程上通常采用有效值來計(jì)量交流電的大小。正弦交流電的有效值工程上通常采用有效值來計(jì)量交流電的大小。正弦交流電的有效值是根據(jù)它的熱效應(yīng)來確定的，根據(jù)熱效應(yīng)相等原理，如果正弦交流電流是根據(jù)它的熱效應(yīng)來確定的，根據(jù)熱效應(yīng)相等原理，如果正弦交流電流 i通過電阻通過電阻R在一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生的熱量和直流電流在一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生的熱量和直流電流I通過同一電阻通過同一電阻R在

11、相在相同時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等，則這個(gè)直流電流同時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等，則這個(gè)直流電流 I 的數(shù)值叫做正弦交流電的數(shù)值叫做正弦交流電流流 i 的有效值，用大寫字母表示，的有效值，用大寫字母表示，I、U、E分別表示交流電流、電壓和分別表示交流電流、電壓和電動(dòng)勢的有效值。電動(dòng)勢的有效值。 4.2正弦交流電的基本物理量正弦交流電的基本物理量 4.2.2 瞬時(shí)值、最大值和有效值瞬時(shí)值、最大值和有效值 通常所說的交流電的電流、電壓、電動(dòng)勢的值，不作特通常所說的交流電的電流、電壓、電動(dòng)勢的值，不作特殊說明都是指有效值。例如，市網(wǎng)電壓殊說明都是指有效值。例如，市網(wǎng)電壓220V，是指其有效，是指其有效值為值為

12、220V；交流電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)的電壓、電流的數(shù)值；交流電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)的電壓、電流的數(shù)值也都是指有效值，如白熾燈上所標(biāo)的也都是指有效值，如白熾燈上所標(biāo)的“220V”就是指白熾燈就是指白熾燈額定電壓的有效值是額定電壓的有效值是220V；交流電流表、電壓表上的刻度；交流電流表、電壓表上的刻度指示數(shù)，也都是指電流和電壓的有效值。指示數(shù)，也都是指電流和電壓的有效值。 對(duì)于正弦量，根據(jù)理論推導(dǎo)，其最大值是有效值的對(duì)于正弦量，根據(jù)理論推導(dǎo)，其最大值是有效值的 倍，即倍，即 ， ，2UU2m II2m EE2m 4.2正弦交流電的基本物理量正弦交流電的基本物理量 4.2.2 瞬時(shí)值、最大值和有效值瞬時(shí)值

13、、最大值和有效值 【例例4.1】如圖所示，為某一如圖所示，為某一正弦交流電流的波形圖，分正弦交流電流的波形圖，分別說明別說明t=0s、0.01s、0.02s、0.03s時(shí)的電流瞬時(shí)值。時(shí)的電流瞬時(shí)值。 當(dāng)當(dāng)t=0s時(shí)，電流瞬時(shí)值時(shí)，電流瞬時(shí)值i=0(A)。 當(dāng)當(dāng)t=0.01 s時(shí)，電流瞬時(shí)值時(shí)，電流瞬時(shí)值 i=1(A) ，i 0表示正向。表示正向。 當(dāng)當(dāng)t=0.02 s時(shí)，電流瞬時(shí)值時(shí)，電流瞬時(shí)值 i=0(A) 。 當(dāng)當(dāng)t=0.03 s時(shí)，電流瞬時(shí)值時(shí)，電流瞬時(shí)值 i=- -1(A) ，i 00 時(shí)，稱時(shí)，稱 i1 超前超前 i2 弧度或稱弧度或稱 i2滯后滯后 i1 弧度；弧度；當(dāng)當(dāng) = =

14、 1 1 2 20UC畫出矢量圖和電壓三角形畫出矢量圖和電壓三角形 設(shè)設(shè) 矢量形式矢量形式 或或可得可得據(jù)基爾霍夫第二定律據(jù)基爾霍夫第二定律 tIi sin2 o0 IItIRtUu sin2sin2RR ooRR00 IRUUoCoCC9090 IXUUCLRUUUU )90sin(2)90sin(2oCoCC tIXtUu omm0 II)90sin(2)90sin(2oLoLL tIXtUu oLoLL9090 IXUUCLRuuuu 令令 則則 22R)(CLUUUU ZXXR 2CL2)(IZU RCLarctanUUU 2CL2)(XXRI u與與i相位差相位差 4.5 串聯(lián)交流電

15、路串聯(lián)交流電路 2阻抗三角形阻抗三角形 阻抗三角形反映了阻抗三角形反映了RLC串聯(lián)電路的總阻抗串聯(lián)電路的總阻抗 Z與電阻與電阻R、感抗、感抗XL、容抗、容抗XC的數(shù)量關(guān)系的數(shù)量關(guān)系 角角 稱為阻抗角。阻抗角也反映了稱為阻抗角。阻抗角也反映了RLC串聯(lián)電路中端電壓與電流的串聯(lián)電路中端電壓與電流的相位關(guān)系相位關(guān)系 2CL2)(XXRZ RXXCLarctan 4.5.3 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 RLC串聯(lián)電路的阻抗串聯(lián)電路的阻抗 單位歐姆（單位歐姆（）。）。阻抗阻抗Z體現(xiàn)了體現(xiàn)了RLC串聯(lián)負(fù)載對(duì)交流電的阻礙作用。串聯(lián)負(fù)載對(duì)交流電的阻礙作用。其中其中 （XLXC）稱為電抗）稱為電抗 2CL2)(XX

16、RIUZ CLXXX 在電壓三角形中，將三個(gè)邊同除以電流在電壓三角形中，將三個(gè)邊同除以電流 I 可得到與電壓三角形相似的阻抗三角形可得到與電壓三角形相似的阻抗三角形 。 4.5 串聯(lián)交流電路串聯(lián)交流電路 4.5.3 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 分析與討論分析與討論 由于由于RLC串聯(lián)電路中既有電感串聯(lián)電路中既有電感L，又有電容，又有電容C，所以電路參數(shù)的配，所以電路參數(shù)的配置會(huì)有三種情況。置會(huì)有三種情況。 當(dāng)當(dāng)XLXC (即即 ULUC)時(shí)，時(shí)， ，端電壓的相位超前電路中，端電壓的相位超前電路中電流的相位電流的相位 角，此時(shí)電路的性質(zhì)是呈電感性的，稱為電感性電路。角，此時(shí)電路的性質(zhì)是呈電感性的，稱

17、為電感性電路。 當(dāng)當(dāng)XLXC (即即 UL0時(shí)，存儲(chǔ)能量；當(dāng)時(shí)，存儲(chǔ)能量；當(dāng)P 1時(shí)，時(shí)，UL=UC U。在電子技。在電子技術(shù)領(lǐng)域中常常利用串聯(lián)諧振電路獲得較高的電壓。術(shù)領(lǐng)域中常常利用串聯(lián)諧振電路獲得較高的電壓。 CLRCRRLRQ1100 QURUCRUXIUQURULRUXIUURRURIU 0C0C0L0L0R，4.9.1 串聯(lián)電路的諧振串聯(lián)電路的諧振4.9 諧振諧振 【例例4.19】在在RLC串聯(lián)諧振電路中，串聯(lián)諧振電路中，L=0.05mH，=200p，回路品，回路品質(zhì)因數(shù)質(zhì)因數(shù) Q=100，交流電壓有效值，交流電壓有效值=mV。求：（。求：（1）電路的諧振頻率）電路的諧振頻率 f0；

18、（；（2）諧振時(shí)電路中的諧振電流）諧振時(shí)電路中的諧振電流 I0；（；（3）電容兩端的電壓）電容兩端的電壓 UC。（1） ）（）（ZZ61230MH59. 1H1059. 1102001005. 014. 32121 LCf （2） CLRRQ1 )(5102001005. 010011123 CLQR）（mA2 . 0510 RUI（3） )V( 1 . 01011003 QUUC4.9.1 串聯(lián)電路的諧振串聯(lián)電路的諧振解解: :4.9 諧振諧振 4串聯(lián)諧振的利用與防護(hù)串聯(lián)諧振的利用與防護(hù) （1）串聯(lián)諧振的利用）串聯(lián)諧振的利用 串聯(lián)諧振電路常被用來做選頻電路。利用串聯(lián)諧振電路常被用來做選頻電路

19、。利用諧振電路可以在不同的頻率中選擇我們需要諧振電路可以在不同的頻率中選擇我們需要的頻率信號(hào)，這稱為選頻特性或選擇性。的頻率信號(hào)，這稱為選頻特性或選擇性。 電路諧振頻率電路諧振頻率 等于電源頻率，所以電路發(fā)生諧振。等于電源頻率，所以電路發(fā)生諧振。（2）串聯(lián)諧振的防護(hù)）串聯(lián)諧振的防護(hù) 在電力電路中，不允許發(fā)生諧振，以免在線圈或電容器兩端產(chǎn)生高電在電力電路中，不允許發(fā)生諧振，以免在線圈或電容器兩端產(chǎn)生高電壓，引起電氣設(shè)備損壞或造成人身傷亡。例如，把壓，引起電氣設(shè)備損壞或造成人身傷亡。例如，把L=406mH、R=2.5的線圈與的線圈與 C=25F的電容串聯(lián)接到的電容串聯(lián)接到 U=220V、f50Hz

20、的交流電源上，的交流電源上，)Hz(50210LCf )V(112185 . 2220406. 05014. 322CL RfLUUU 此時(shí)此時(shí) 4.9.1 串聯(lián)電路的諧振串聯(lián)電路的諧振4.9 諧振諧振 1RLC并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振電路 使使XL=XC，則，則IL=IC，此時(shí)，此時(shí)，LCRLCRIIIIIII 電路發(fā)生諧振現(xiàn)象。電路發(fā)生諧振現(xiàn)象。據(jù)諧振條件據(jù)諧振條件 可求出諧振頻率可求出諧振頻率 1LC 00112fLCLC ，在在RLC并聯(lián)諧振電路中，總阻抗最大，即并聯(lián)諧振電路中，總阻抗最大，即Z=R ，這是因?yàn)殡姼兄返碾姡@是因?yàn)殡姼兄返碾娏髋c電容支路的電流完全補(bǔ)償（但流與電容支路的電

21、流完全補(bǔ)償（但I(xiàn)L=IC0 ）。）。在實(shí)際中，更常見的并聯(lián)諧振電路為電感線圈與電容并聯(lián)的諧振電路。在實(shí)際中，更常見的并聯(lián)諧振電路為電感線圈與電容并聯(lián)的諧振電路。 4.9.2 并聯(lián)電路的諧振并聯(lián)電路的諧振4.9 諧振諧振 2.電感線圈與電容并聯(lián)諧振電路電感線圈與電容并聯(lián)諧振電路 （1）諧振條件與諧振頻率）諧振條件與諧振頻率諧振時(shí)總電流與總電壓同相。諧振時(shí)總電流與總電壓同相。 進(jìn)一步推導(dǎo)可得諧振條件進(jìn)一步推導(dǎo)可得諧振條件 222LCRL 當(dāng)當(dāng)LR時(shí)，時(shí)， 2L2R2， R2可忽略可忽略 221LCLL 00112fLCLC 或或可得諧振頻率近似為可得諧振頻率近似為 RLCIII 諧振時(shí)應(yīng)有諧振時(shí)應(yīng)

22、有 1RLCsinII 其中其中 C1sinCL2L2L12L2RLCC XLXXRXXRUIXUI，由矢量圖由矢量圖 4.9.2 并聯(lián)電路的諧振并聯(lián)電路的諧振4.9 諧振諧振 2. 電感線圈與電容并聯(lián)諧振電路電感線圈與電容并聯(lián)諧振電路 4.9.2 并聯(lián)電路的諧振并聯(lián)電路的諧振（2）諧振電路的特點(diǎn)）諧振電路的特點(diǎn) 電路的總阻抗最大且呈電阻性質(zhì)電路的總阻抗最大且呈電阻性質(zhì) 諧振阻抗諧振阻抗 電路中的總電流最小且與端電壓同相電路中的總電流最小且與端電壓同相 諧振電流諧振電流 電感線圈與電容中電流近似相等且為總電流的電感線圈與電容中電流近似相等且為總電流的Q倍倍 并聯(lián)諧振電路也稱為電流諧振電路。并聯(lián)

23、諧振電路也稱為電流諧振電路。 0LZQRC 00UUIZQ RLC0IIQI 4.9 諧振諧振 【例例 4.20】 在電感線圈與電容器并聯(lián)的電路中，已知在電感線圈與電容器并聯(lián)的電路中，已知L=100H，C=100pF，回路品質(zhì)因數(shù)，回路品質(zhì)因數(shù) Q=100，信號(hào)源端電壓，信號(hào)源端電壓 U=2V 。當(dāng)回路發(fā)生。當(dāng)回路發(fā)生諧振時(shí)，求：（諧振時(shí)，求：（1）諧振頻率）諧振頻率 f0；（；（2）總電流）總電流 I0；（；（3）支路電流）支路電流 IRL、IC；（；（4）回路消耗的功率。）回路消耗的功率。 4.9.2 并聯(lián)電路的諧振并聯(lián)電路的諧振解：解： （1） ）（）（MHz59. 1Hz1059. 1

24、101001010014. 3212161260 LCf （2） ）（）（k10010100101001010010031260 CLQQZ ）（mA02. 0100200 ZUI（3） RL0C01000.022(mA)1000.022(mA)IQIIQI，（4） ）（）（）（mW04. 0W104101001002. 05323020 ZIP4.9 諧振諧振 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉實(shí)現(xiàn)）熟悉實(shí)現(xiàn)RLC串聯(lián)電路諧振的方法。串聯(lián)電路諧振的方法。（2）觀察）觀察RLC串聯(lián)電路的諧振狀態(tài)，學(xué)會(huì)測定諧振頻率。串聯(lián)電路的諧振狀態(tài)，學(xué)會(huì)測定諧振頻率。（3）學(xué)習(xí)繪制）學(xué)習(xí)繪制RLC串聯(lián)電路的諧振特性

25、曲線。串聯(lián)電路的諧振特性曲線。2實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材（1）低頻信號(hào)發(fā)生器一臺(tái)。）低頻信號(hào)發(fā)生器一臺(tái)。（2）交流電流表一只。）交流電流表一只。（3）晶體管毫伏表一只。）晶體管毫伏表一只。（4）R=100 電阻器一只。電阻器一只。（5）L=3 300 H電感線圈一只。電感線圈一只。（6）C=3 300 pF電容器一只。電容器一只。（7）電容器箱一個(gè)。）電容器箱一個(gè)。4.9.3 實(shí)驗(yàn)：串聯(lián)諧振電路實(shí)驗(yàn)：串聯(lián)諧振電路 （1）實(shí)現(xiàn)電路諧振的方法有兩種）實(shí)現(xiàn)電路諧振的方法有兩種 ： 電路各元件參數(shù)不變，改變信號(hào)源電路各元件參數(shù)不變，改變信號(hào)源頻率。頻率。 信號(hào)源頻率不變，改變電路參數(shù)信號(hào)源頻率不變，改變電路參

26、數(shù)（電容器的電容量或電感器的電感量）。（電容器的電容量或電感器的電感量）。（2）RLC串聯(lián)電路諧振時(shí)，電路的總阻抗串聯(lián)電路諧振時(shí)，電路的總阻抗Z最小且呈電阻性；電路中最小且呈電阻性；電路中電流最大且與電壓同相；電阻兩端電壓電流最大且與電壓同相；電阻兩端電壓UR等于信號(hào)源端電壓等于信號(hào)源端電壓U，電感兩，電感兩端電壓端電壓UL和電容兩端電壓和電容兩端電壓UC相等且等于信號(hào)源端電壓相等且等于信號(hào)源端電壓U的的Q倍。倍。（3）RLC串聯(lián)電路的電流與頻率的關(guān)系曲線稱為串聯(lián)諧振特性曲線。串聯(lián)電路的電流與頻率的關(guān)系曲線稱為串聯(lián)諧振特性曲線。電路諧振時(shí)，信號(hào)源頻率與電路固有頻率相等，電流達(dá)最大值。電路諧振時(shí)

27、，信號(hào)源頻率與電路固有頻率相等，電流達(dá)最大值。4.9 諧振諧振 3實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理4.9.3 實(shí)驗(yàn)：串聯(lián)諧振電路實(shí)驗(yàn)：串聯(lián)諧振電路 4.9 諧振諧振 4實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟4.9.3 實(shí)驗(yàn)：串聯(lián)諧振電路實(shí)驗(yàn)：串聯(lián)諧振電路 5問題討論問題討論（1）實(shí)現(xiàn)）實(shí)現(xiàn)RLC串聯(lián)串聯(lián)諧振的方法有哪些諧振的方法有哪些?（2）實(shí)驗(yàn)中，還可以通過觀察誰的讀數(shù)判斷電路是否發(fā)生諧振？）實(shí)驗(yàn)中，還可以通過觀察誰的讀數(shù)判斷電路是否發(fā)生諧振？（3）根據(jù)元件實(shí)際參數(shù)）根據(jù)元件實(shí)際參數(shù)計(jì)算計(jì)算RLC串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率f0，與實(shí)驗(yàn)得出的，與實(shí)驗(yàn)得出的諧振頻率相對(duì)比，分析產(chǎn)生誤差的原因。諧振頻率相對(duì)比，分析產(chǎn)生誤差的原因。（4）

28、將表）將表4.8中電壓數(shù)據(jù)與諧振特征相對(duì)比，分析產(chǎn)生誤差的原因中電壓數(shù)據(jù)與諧振特征相對(duì)比，分析產(chǎn)生誤差的原因.（5）根據(jù)元件實(shí)際參數(shù)計(jì)算電路的特性阻抗）根據(jù)元件實(shí)際參數(shù)計(jì)算電路的特性阻抗 和品質(zhì)因數(shù)和品質(zhì)因數(shù)Q，與實(shí)，與實(shí)驗(yàn)得出的驗(yàn)得出的Q值相對(duì)比，值相對(duì)比，分析其產(chǎn)生誤差的主要原因。分析其產(chǎn)生誤差的主要原因。 了解照明電路配電板的組成，了解電能表、開了解照明電路配電板的組成，了解電能表、開關(guān)、保護(hù)裝置等器件的外部結(jié)構(gòu)、性能和用途，關(guān)、保護(hù)裝置等器件的外部結(jié)構(gòu)、性能和用途，會(huì)安裝照明電路配電板。會(huì)安裝照明電路配電板。4.10 實(shí)訓(xùn)：照明電路配電板的安裝實(shí)訓(xùn)：照明電路配電板的安裝 1實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)

29、目的（1）進(jìn)一步了解電能表，認(rèn)識(shí)了解開關(guān)、保護(hù)裝置等器件的外）進(jìn)一步了解電能表，認(rèn)識(shí)了解開關(guān)、保護(hù)裝置等器件的外 部結(jié)構(gòu)、性能和用途。部結(jié)構(gòu)、性能和用途。（2）熟悉照明電路配電板的組成。）熟悉照明電路配電板的組成。（3）實(shí)習(xí)安裝照明電路配電板。）實(shí)習(xí)安裝照明電路配電板。2實(shí)訓(xùn)器材實(shí)訓(xùn)器材（1）單相感應(yīng)式電能表、低壓斷路器、漏電保護(hù)器、閘刀開關(guān)。）單相感應(yīng)式電能表、低壓斷路器、漏電保護(hù)器、閘刀開關(guān)。（2）配電板面一塊，單股導(dǎo)線）配電板面一塊，單股導(dǎo)線2m。（3）電工工具一套。）電工工具一套。4.10 實(shí)訓(xùn)：照明電路配電板的安裝實(shí)訓(xùn)：照明電路配電板的安裝 3實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟要求實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟要求 1

30、）認(rèn)識(shí)了解照明電路配電板的組成部件認(rèn)識(shí)了解照明電路配電板的組成部件 2）實(shí)習(xí)安裝照明電路配電板）實(shí)習(xí)安裝照明電路配電板 4.10 實(shí)訓(xùn)：照明電路配電板的安裝實(shí)訓(xùn)：照明電路配電板的安裝 4問題討論問題討論 設(shè)計(jì)一個(gè)由單相感應(yīng)式電能表、漏電保護(hù)器、閘刀開關(guān)組成的設(shè)計(jì)一個(gè)由單相感應(yīng)式電能表、漏電保護(hù)器、閘刀開關(guān)組成的照明電路配電板的安裝方案。照明電路配電板的安裝方案。 單元小結(jié)單元小結(jié) 1 1基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)（1）正弦交流電）正弦交流電交流電是指大小和方向隨時(shí)間變化的電流、電壓和電動(dòng)勢。交流電是指大小和方向隨時(shí)間變化的電流、電壓和電動(dòng)勢。正弦交流電是指大小和方向隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交流電。正弦交流

31、電是指大小和方向隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交流電。（2）正弦交流電的三要素及其相關(guān)量）正弦交流電的三要素及其相關(guān)量 三三 要要 素素最大值、角頻率和初相位（角）最大值、角頻率和初相位（角）相相關(guān)關(guān)量量最大值與有效值最大值與有效值角頻率與角頻率與周期、頻率周期、頻率初相位與相位差初相位與相位差 或或m2 IIm2 UUm2 EE2 T 2 f1 Tf21 12 單元小結(jié)單元小結(jié) 瞬時(shí)值瞬時(shí)值表示法表示法瞬時(shí)值表示式瞬時(shí)值表示式也稱為解析式也稱為解析式可用波形圖描述可用波形圖描述矢量矢量表示法表示法或或或或或或矢量表示法矢量表示法可用矢量圖描述可用矢量圖描述 （3）正弦交流電的表示方法）正弦交流電的表

32、示方法)sin(i tIimmusin( t)uU mesin( t)eE immII iII uUU ummUU eEE emmEE 單元小結(jié)單元小結(jié) （4）RLC單一元件電路及其串聯(lián)交流電路單一元件電路及其串聯(lián)交流電路 項(xiàng)項(xiàng)目目電路圖電路圖矢量圖矢量圖阻抗阻抗電壓與電流的關(guān)系電壓與電流的關(guān)系功率功率數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系相位差相位差純純R電電路路R純純L電電路路純純C電電路路L2XLfL C112XCfC UIR LUIX CUIX ui 0 ui 90 ui 90 (W)PUI 0P L(Var)QUI C(Var)QUI 0P 單元小結(jié)單元小結(jié) （4）RLC單一元件電路及其串聯(lián)交流電路單一元件電路及其串聯(lián)交流電路 （續(xù)）（續(xù)）項(xiàng)項(xiàng)目目電路圖電路圖矢量圖矢量圖阻抗阻抗電壓與電流的關(guān)系電壓與電流的關(guān)系功率功率數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系相位差相位差RL串串聯(lián)聯(lián)RC串串聯(lián)聯(lián)RLC串串聯(lián)聯(lián)22LZRX 22CZRX2222LC()ZR XRX X 22LUIRX 22CUIRX UIZ LRLarctanarctanUUX