《照明電路的安裝》課件

項目二照明電路的安裝1.項目二照明電路的安裝1.本項目教學內(nèi)容一、正弦交流電的概念二、正弦量的相量表示三、電阻、電容、電感的相量形式四、正弦交流電路分析及功率五、電路的諧振六、三相交流電路七、照明電路的安裝（實驗）2.本項目教學內(nèi)容一、正弦交流電的概念2.教學知識點教學要求：

①理解正弦量的特征及其各種表示方法；②理解電路基本定律的相量形式及阻抗；

熟練掌握計算正弦交流電路的相量分析法，會畫相量圖。③掌握有功功率和功率因數(shù)的計算,了解瞬時功率、無功功率和視在功率的概念；

④了解正弦交流電路的頻率特性，串、并聯(lián)諧振的條件及特征；⑤了解提高功率因數(shù)的意義和方法。3.教學知識點教學要求：3.正弦電壓與電流正弦量：

隨時間按正弦規(guī)律做周期變化的量。Ru+_

_

_iu+_正弦交流電的優(yōu)越性：

便于傳輸；易于變換便于運算；有利于電器設(shè)備的運行；.....正半周負半周Ru+_4.正弦電壓與電流正弦量：Ru+___iu+_正弦交流電的優(yōu)正弦電壓與電流設(shè)正弦交流電流：角頻率：決定正弦量變化快慢幅值：決定正弦量的大小幅值、角頻率、初相角稱為正弦量的三要素。初相角：決定正弦量起始位置

Im

2TiO5.正弦電壓與電流設(shè)正弦交流電流：角頻率：決定正弦量變化快慢幅值頻率與周期周期T：變化一周所需的時間（s）角頻率：（rad/s）頻率f：（Hz）*無線通信頻率：

30kHz~30GMHz*電網(wǎng)頻率：我國50Hz，美國

、日本60Hz*高頻爐頻率：200~300kHZ*中頻爐頻率：500~8000HziO6.頻率與周期周期T：變化一周所需的時間（s）角頻率：（幅值與有效值有效值：與交流熱效應相等的直流定義為交流電的有效值。幅值：Im、Um、Em則有幅值必須大寫,下標加m。同理：有效值必須大寫

7.幅值與有效值有效值：與交流熱效應相等的直流定義為交流電的有效問題與討論

電器~220V最高耐壓=300V

若購得一臺耐壓為300V的電器，是否可用于220V的線路上?

該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所以不能用。有效值

U=220V最大值

Um

=220V=311V電源電壓注意：交流電壓、電流表測量數(shù)據(jù)為有效值交流設(shè)備名牌標注的電壓、電流均為有效值8.問題與討論電器~220V最高耐壓=300V若購得

給出了觀察正弦波的起點或參考點。

:初相位

相位：初相位：

表示正弦量在t=0時的相角。

反映正弦量變化的進程。iO0)(=+=ttψyw9.給出了觀察正弦波的起點或參考點。:初相位如：若電壓超前電流

兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。相位差

：uiui

ωtO)sin(2mψtωIi+=10.如：若電壓超前電流兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。電流超前電壓電壓與電流同相

電流超前電壓

電壓與電流反相uiωtui

Ouiωtui90°OuiωtuiOωtuiuiO11.電流超前電壓電壓與電流同相電流超前電壓電壓與②不同頻率的正弦量比較無意義。

①兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù)，與計時的選擇起點無關(guān)。注意:tO12.②不同頻率的正弦量比較無意義。注意:tO12.例幅度：已知：頻率：初相位：13.例幅度：已知：頻率：初相位：13.正弦量的相量表示法瞬時值表達式前兩種不便于運算，重點介紹相量表示法。波形圖

１.正弦量的表示方法重點必須小寫相量uO14.正弦量的相量表示法瞬時值表達式前兩種不便于運算，重點介紹相量2.正弦量用旋轉(zhuǎn)有向線段表示若:有向線段長度=ω有向線段以速度

按逆時針方向旋轉(zhuǎn)則:該旋轉(zhuǎn)有向線段每一瞬時在縱軸上的投影即表示相應時刻正弦量的瞬時值。有向線段與橫軸夾角=初相位設(shè)正弦量:ωu0xyOO15.2.正弦量用旋轉(zhuǎn)有向線段表示若:有向線段長度=ω有向復數(shù)(complexnumber)1.復數(shù)的幾種表示形式

(1).直角坐標式0ba+j+1Arψ

2216.復數(shù)(complexnumber)1.復數(shù)(2).復數(shù)的三角形式

∵

∴

0ba+j+1Arψ

17.(2).復數(shù)的三角形式∵∴0ba+j+1Ar(3).復數(shù)的指數(shù)形式

根據(jù)尤拉公式：

可得：0ba+j+1Arψ

18.(3).復數(shù)的指數(shù)形式根據(jù)尤拉公式：可得：0b(4).復數(shù)的極坐標形式

2.復數(shù)的四則運算

(1).復數(shù)加.減運算

則：

0ba+j+1Arψ

19.(4).復數(shù)的極坐標形式2.復數(shù)的四則運(2).復數(shù)的乘除運算

則：20.(2).復數(shù)的乘除運算則：20.例：復數(shù)的加減乘除運算分別用哪種表達形式為宜？已知：A=3+j4,B=8-j6,試分別求出A+B,A-B,A×B,A÷B.解：21.例：復數(shù)的加減乘除運算分別用哪種表達解：21.所以：22.所以：22.+j+1Abar03.正弦量的相量表示復數(shù)表示形式設(shè)A為復數(shù):(1)代數(shù)式A=a+jb復數(shù)的模復數(shù)的輻角實質(zhì)：用復數(shù)表示正弦量式中:(2)三角式由歐拉公式:23.+j+1Abar03.正弦量的相量表示復數(shù)表示形式設(shè)A為復(3)指數(shù)式

可得:

設(shè)正弦量:相量:表示正弦量的復數(shù)稱相量電壓的有效值相量(4)極坐標式相量表示:相量的模=正弦量的有效值

相量輻角=正弦量的初相角24.(3)指數(shù)式可得:設(shè)正弦量:相量:表示正弦電壓的幅值相量①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意:？=②只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不能用相量表示。③只有同頻率的正弦量才能畫在同一相量圖上。相量的模=正弦量的最大值

相量輻角=正弦量的初相角或：25.電壓的幅值相量①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意:？⑤相量的書寫方式

模用最大值表示，則用符號：④相量的兩種表示形式

相量圖(phasordiagrane)

:

把相量表示在復平面的圖形

實際應用中，模多采用有效值，符號：可不畫坐標軸如：已知則或相量式:26.⑤相量的書寫方式模用最大值表示，則用符號：④相量旋轉(zhuǎn)因子：⑥“j”的數(shù)學意義和物理意義設(shè)相量相量乘以，將逆時針旋轉(zhuǎn)，得到相量乘以，將順時針旋轉(zhuǎn)

，得到°90°90°90+1+jo27.旋轉(zhuǎn)因子：⑥“j”的數(shù)學意義和物理意義設(shè)相量相量

？正誤判斷1.已知：？有效值？3.已知：復數(shù)瞬時值j45

？最大值？？負號2.已知：4.已知：28.？正誤判斷1.已知：？有效值？3.已知：復數(shù)瞬時值j45

落后于超前落后？解:(1)相量式(2)相量圖例1:

將u1、u2

用相量表示+1+j29.落后于超前？解:(1)相量式(2)相量圖例1:將例2:已知有效值I=16.8A求：30.例2:已知有效值I=16.8A求：30.單一參數(shù)的交流電路

分析各種電路,就是要確定電路中電壓與電流之間的關(guān)系討論電路中能量的轉(zhuǎn)換和功率問題.

分析各種交流電路時,必須首先掌握單一參數(shù)元件電路中電壓與電流之間的關(guān)系,因為其他電路無非是一些單一參數(shù)元件的組合而已.31.單一參數(shù)的交流電路分析各種電路,就是要確定電1.電壓與電流的關(guān)系設(shè)②大小關(guān)系：③相位關(guān)系：u、i

相位相同根據(jù)歐姆定律:①頻率相同相位差：相量圖電阻元件的交流電路Ru+_相量式：32.1.電壓與電流的關(guān)系設(shè)②大小關(guān)系：③相位關(guān)系：u、i相2.功率關(guān)系(1)瞬時功率

p：瞬時電壓與瞬時電流的乘積小寫結(jié)論:

（耗能元件）,且隨時間變化。iωtuOωtpO33.2.功率關(guān)系(1)瞬時功率p：瞬時電壓與瞬時電流的瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值大寫(2)平均功率(有功功率)P單位:瓦（W）PRu+_ppωtO注意：通常銘牌數(shù)據(jù)或測量的功率均指有功功率。34.瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值大寫(2)平均功率(有功

基本關(guān)系式：①頻率相同②U=IL

③電壓超前電流90

相位差1.電壓與電流的關(guān)系電感元件的交流電路設(shè)：+-eL+-LuωtuiiO35.基本關(guān)系式：①頻率相同②U=IL③電或則:感抗(Ω)電感L具有通直阻交的作用直流：f=0,XL=0，電感L視為短路定義：有效值:交流：fXL36.或則:感抗(Ω)電感L具有通直阻交的作用直流：f感抗XL是頻率的函數(shù)可得相量式：電感電路復數(shù)形式的歐姆定律相量圖超前根據(jù)：則：O37.感抗XL是頻率的函數(shù)可得相量式：電感電路復數(shù)形式的歐姆定律相2.功率關(guān)系(1)瞬時功率(2)平均功率

L是非耗能元件38.2.功率關(guān)系(1)瞬時功率(2)平均功率L是非耗能元儲能p<0+p>0分析：瞬時功率

：ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0p<0放能儲能放能電感L是儲能元件。iuopo結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進行能量交換（能量的吞吐)。可逆的能量轉(zhuǎn)換過程39.儲能p<0+p>0分析：瞬時功率：ui+-ui+-u用以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。用瞬時功率達到的最大值表征，即單位：var(3)無功功率Q瞬時功率

：例1:把一個0.1H的電感接到f=50Hz,U=10V的正弦電源上，求I，如保持U不變，而電源

f=5000Hz,這時I為多少？解：(1)當f=50Hz時40.用以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。用瞬時功率達到的最大值表征（2）當f=5000Hz時所以電感元件具有通低頻阻高頻的特性練習題：1.一只L=20mH的電感線圈，通以的電流求(1)感抗XL;(2)線圈兩端的電壓u;(3)有功功率和無功功率。41.（2）當f=5000Hz時所以電感元件具有通低頻阻高電流與電壓的變化率成正比。

基本關(guān)系式：1.電流與電壓的關(guān)系①頻率相同②I=UC

③電流超前電壓90

相位差則：電容元件的交流電路uiC+_設(shè)：iuiu42.電流與電壓的變化率成正比?；娟P(guān)系式：1.電流與電壓或則:容抗（Ω）定義：有效值所以電容C具有隔直通交的作用XC直流：XC，電容C視為開路交流：f43.或則:容抗（Ω）定義：有效值所以電容C具有隔直通交的作用容抗XC是頻率的函數(shù)可得相量式則：電容電路中復數(shù)形式的歐姆定律相量圖超前O由：44.容抗XC是頻率的函數(shù)可得相量式則：電容電路中復數(shù)形式的歐姆定2.功率關(guān)系(1)瞬時功率uiC+_(2)平均功率Ｐ由C是非耗能元件45.2.功率關(guān)系(1)瞬時功率uiC+_(2)平均功率Ｐ瞬時功率

：ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0充電p<0放電+p>0充電p<0放電po所以電容C是儲能元件。結(jié)論：純電容不消耗能量，只和電源進行能量交換（能量的吞吐)。uiou,i46.瞬時功率：ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0充電同理，無功功率等于瞬時功率達到的最大值。(3)無功功率Q單位：var為了同電感電路的無功功率相比較，這里也設(shè)則：47.同理，無功功率等于瞬時功率達到的最大值。(3)無功功率Q指出下列各式中哪些是對的，哪些是錯的？在電阻電路中：在電感電路中：在電容電路中：【練習】48.指出下列各式中哪些是對的，哪些是錯的？在電阻電路中：在電感電單一參數(shù)電路中的基本關(guān)系小結(jié)參數(shù)LCR基本關(guān)系阻抗相量式相量圖49.單一參數(shù)電路中的基本關(guān)系小結(jié)參數(shù)LCR基本關(guān)系阻抗相量式相單一參數(shù)正弦交流電路的分析計算小結(jié)電路參數(shù)電路圖(參考方向)阻抗電壓、電流關(guān)系瞬時值有效值相量圖相量式功率有功功率無功功率Riu設(shè)則u、i同相0LC設(shè)則則u領(lǐng)先i90°00基本關(guān)系+-iu+-iu+-設(shè)u落后i90°50.單一參數(shù)正弦交流電路的分析計算小結(jié)電路電路圖電壓、電流關(guān)系瞬討論交流電路、與參數(shù)R、L、C、

間的關(guān)系如何？1.電流、電壓的關(guān)系U=IR+I

L+I1/

C?直流電路兩電阻串聯(lián)時電阻、電感與電容元件串聯(lián)的交流電路設(shè)：RLC串聯(lián)交流電路中RLC+_+_+_+_51.討論交流電路、與參數(shù)R、L、C、1.電流、電設(shè)：則(1)瞬時值表達式根據(jù)KVL可得：為同頻率正弦量1.電流、電壓的關(guān)系RLC+_+_+_+_52.設(shè)：則(1)瞬時值表達式根據(jù)KVL可得：為同頻率正弦量1.(2)相量法設(shè)（參考相量）則總電壓與總電流的相量關(guān)系式RjXL-jXC+_+_+_+_1)相量式53.(2)相量法設(shè)（參考相量）則總電壓與總電流RjXL-jXC+令則

Z的模表示u、i的大小關(guān)系，輻角（阻抗角）為u、i的相位差。Z

是一個復數(shù)，不是相量，上面不能加點。阻抗復數(shù)形式的歐姆定律注意根據(jù)54.令則Z的模表示u、i的大小關(guān)系，輻角（阻抗角）電路參數(shù)與電路性質(zhì)的關(guān)系：阻抗模：阻抗角：當XL>XC時，

>0，u超前i呈感性當XL<XC時，

<0，u滯后i呈容性當XL=XC時，

=0，u.

i同相呈電阻性

由電路參數(shù)決定。55.電路參數(shù)與電路性質(zhì)的關(guān)系：阻抗模：阻抗角：當XL>XC2)相量圖(

>0感性)XL

>

XC參考相量由電壓三角形可得:電壓三角形(

<0容性)XL

<

XCRjXL-jXC+_+_+_+_56.2)相量圖(>0感性)XL>XC參考相量由電由相量圖可求得:2)相量圖由阻抗三角形：電壓三角形阻抗三角形57.由相量圖可求得:2)相量圖由阻抗三角形：電壓阻抗57.2.功率關(guān)系(power)儲能元件上的瞬時功率耗能元件上的瞬時功率在每一瞬間,電源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉,一部分與儲能元件進行能量交換。(1)瞬時功率設(shè)：RLC+_+_+_+_58.2.功率關(guān)系(power)儲能元件上的瞬時功率耗能元件上的瞬(2)平均功率P（有功功率）單位:W總電壓總電流u與i的夾角cos

稱為功率因數(shù)，用來衡量對電源的利用程度。59.(2)平均功率P（有功功率）單位:W總電壓總電流u(3)無功功率Q單位：var總電壓總電流u與i的夾角根據(jù)電壓三角形可得：電阻消耗的電能根據(jù)電壓三角形可得：電感和電容與電源之間的能量互換60.(3)無功功率Q單位：var總電壓總電流u與i的夾角(4)視在功率S電路中總電壓與總電流有效值的乘積。單位：V·A注：SN＝UNIN稱為發(fā)電機、變壓器等供電設(shè)備的容量，可用來衡量發(fā)電機、變壓器可能提供的最大有功功率。

P、Q、S都不是正弦量，不能用相量表示。61.(4)視在功率S電路中總電壓與總電流有效值的乘阻抗三角形、電壓三角形、功率三角形SQP將電壓三角形的有效值同除I得到阻抗三角形將電壓三角形的有效值同乘I得到功率三角形R62.阻抗三角形、電壓三角形、功率三角形SQP將電壓三角形的有效值例1：已知:求:(1)電流的有效值I與瞬時值i;(2)各部分電壓的有效值與瞬時值；(3)作相量圖；(4)有功功率P、無功功率Q和視在功率S。在RLC串聯(lián)交流電路中，解：63.例1：已知:求:(1)電流的有效值I與瞬時值i;(2)(1)(2)方法1：64.(1)(2)方法1：64.方法1：通過計算可看出：而是(3)相量圖(4)或65.方法1：通過計算可看出：而是(3)相量圖(4)或65.(4)或呈容性方法2：復數(shù)運算解：66.(4)或呈容性方法2：復數(shù)運算解：66.例2：已知:在RC串聯(lián)交流電路中，解：輸入電壓(1)求輸出電壓U2，并討論輸入和輸出電壓之間的大小和相位關(guān)系(2)當將電容C改為時,求(1)中各項；(3)當將頻率改為4000Hz時,再求(1)中各項。RC+_+_方法1：(1)67.例2：已知:在RC串聯(lián)交流電路中，解：輸入電壓(1)求輸出電大小和相位關(guān)系比超前方法2：復數(shù)運算解：設(shè)68.大小和相位關(guān)系比超前方法2：復數(shù)運算解：設(shè)68.方法3：相量圖解：設(shè)69.方法3：相量圖解：設(shè)69.（3）大小和相位關(guān)系比超前從本例中可了解兩個實際問題：(1)串聯(lián)電容C可起到隔直通交的作用(只要選擇合適的C，使

)(2)RC串聯(lián)電路也是一種移相電路，改變C、R或f都可達到移相的目的。70.（3）大小和相位關(guān)系比超前從本例中可了解兩個實際問題思考RLC+_+_+_+_1.假設(shè)R、L、C已定，電路性質(zhì)能否確定？阻性？感性？容性？2.RLC串聯(lián)電路的是否一定小于1？3.RLC串聯(lián)電路中是否會出現(xiàn)，的情況？4.在RLC串聯(lián)電路中，當L>C時，u超前i，當L<C時，u滯后i，這樣分析對嗎？71.思考RLC+_+_+_+_1.假設(shè)R、L、C已定，電路性質(zhì)正誤判斷？？？？在RLC串聯(lián)電路中，

？？？？

？？？？？

？設(shè)72.正誤判斷？？？？在RLC串聯(lián)電路中，？？？？？？？？正誤判斷因為交流物理量除有效值外還有相位。？RLC在R-L-C串聯(lián)電路中73.正誤判斷因為交流物理量除有效值外還有相位。？RLC在R-L？正誤判斷而復數(shù)阻抗只是一個運算符號。Z不能加“?”反映的是正弦電壓或電流，74.？正誤判斷而復數(shù)阻抗只是一個運算符號。Z不能加“?”反映正誤判斷在Ｒ－Ｌ－Ｃ正弦交流電路中？？？？？

75.正誤判斷在Ｒ－Ｌ－Ｃ正弦交流電路中？？？？？75.正誤判斷在R-L-C串聯(lián)電路中，假設(shè)？？

？

76.正誤判斷在R-L-C串聯(lián)電路中，假設(shè)？？？76.正誤判斷在R-L-C串聯(lián)電路中，假設(shè)？？？？

77.正誤判斷在R-L-C串聯(lián)電路中，假設(shè)？？？？77.阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)阻抗的串聯(lián):分壓公式：對于阻抗模一般注意：+-++--+-通式:78.阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)阻抗的串聯(lián):分壓公式：對于阻抗模一般注意解：同理：++--+-例1:有兩個阻抗它們串聯(lián)接在的電源;求:和并作相量圖。79.解：同理：++--+-例1:有兩個阻抗它們串聯(lián)接在的電源;求或利用分壓公式：注意：相量圖++--+-80.或利用分壓公式：注意：相量圖++--+-80.下列各圖中給定的電路電壓、阻抗是否正確？思考兩個阻抗串聯(lián)時,在什么情況下:成立。U=14V?U=70V?(a)3

4

V1V26V8V+_68

30V40V(b)V1V2+_81.下列各圖中給定的電路電壓、阻抗是否正確？思考阻抗的并聯(lián):分流公式：對于阻抗模一般注意：+-+-通式:82.阻抗的并聯(lián):分流公式：對于阻抗模一般注意：+-+-通式:82例2:解:同理：+-有兩個阻抗它們并聯(lián)接在的電源上;求:和并作相量圖。83.例2:解:同理：+-有兩個阻抗它們并聯(lián)接在的電源上;求:和并相量圖注意：或84.相量圖注意：或84.導納：阻抗的倒數(shù)當并聯(lián)支路較多時，計算等效阻抗比較麻煩，因此常應用導納計算。如：導納:+-85.導納：阻抗的倒數(shù)當并聯(lián)支路較多時，計算等效阻抗比較麻導納:稱為該支路的電導稱為該支路的感納稱為該支路的容納稱為該支路的導納模（單位：西門子S）+-86.導納:稱為該支路的電導稱為該支路的感納稱為該支路的容納稱為該導納:稱為該支路電流與電壓之間的相位差同理：通式:+-同阻抗串聯(lián)形式相同87.導納:稱為該支路電流與電壓之間的相位差同理：通式:+-同阻抗用導納計算并聯(lián)交流電路時例3用導納計算例2+-88.用導納計算并聯(lián)交流電路時例3用導納計算例2+-88.例3:用導納計算例2+-注意：導納計算的方法適用于多支路并聯(lián)的電路同理:89.例3:用導納計算例2+-注意：導納計算的方法適用于多支路并聯(lián)思考下列各圖中給定的電路電流、阻抗是否正確？兩個阻抗并聯(lián)時,在什么情況下:成立。I=8A?I=8A?(c)4A4

4A4

A2A1(d)4A4

4A4

A2A190.思考下列各圖中給定的電路電流、阻抗是否正確？思考2.如果某支路的阻抗,則其導納對不對?+-3.圖示電路中,已知則該電路呈感性,對不對?1.圖示電路中,已知A1+-A2A3電流表A1的讀數(shù)為3A,試問(1)A2和A3的讀數(shù)為多少?(2)并聯(lián)等效阻抗Z為多少?91.思考2.如果某支路的阻抗,則其導納對不對?+-3.復雜正弦交流電路的分析與計算若正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復數(shù)阻抗（

)表示，則直流電路中介紹的基本定律、定理及各種分析方法在正弦交流電路中都能使用。相量形式的基爾霍夫定律

電阻電路純電感電路純電容電路一般電路相量（復數(shù)）形式的歐姆定律92.復雜正弦交流電路的分析與計算若正弦量用相量表有功功率P有功功率等于電路中各電阻有功功率之和，或各支路有功功率之和。無功功率等于電路中各電感、電容無功功率之和，或各支路無功功率之和。無功功率Q或或93.有功功率P有功功率等于電路中各電阻有功功率之和，一般正弦交流電路的解題步驟1、根據(jù)原電路圖畫出相量模型圖(電路結(jié)構(gòu)不變)2、根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖3、用相量法或相量圖求解4、將結(jié)果變換成要求的形式94.一般正弦交流電路的解題步驟1、根據(jù)原電路圖畫出相量模型圖(電例1：已知電源電壓和電路參數(shù)，電路結(jié)構(gòu)為串并聯(lián)。求電流的瞬時值表達式。一般用相量式計算:分析題目：已知:求:+-95.例1：已知電源電壓和電路參數(shù)，電路結(jié)構(gòu)為串并聯(lián)。求電解：用相量式計算+-96.解：用相量式計算+-96.同理：+-97.同理：+-97.例2：下圖電路中已知：I1=10A、UAB=100V，求：總電壓表和總電流表

的讀數(shù)。解題方法有兩種：(1)用相量(復數(shù))計算(2)利用相量圖分析求解分析：已知電容支路的電流、電壓和部分參數(shù)求總電流和電壓AB

C1VA98.例2：下圖電路中已知：I1=10A、UAB=100V，求：求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、

UAB=100V，解法1:

用相量計算所以A讀數(shù)為10安AB

C1VA即：為參考相量，設(shè)：則：99.求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、解法1:用相量計V讀數(shù)為141V

求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、

UAB=100V，AB

C1VA100.V讀數(shù)為141V求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、A解法2:利用相量圖分析求解畫相量圖如下：設(shè)為參考相量,由相量圖可求得：I=10A求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、

UAB=100V，超前1045°AB

C1VA101.解法2:利用相量圖分析求解畫相量圖如下：設(shè)為參考UL=IXL

=100VV

=141V由相量圖可求得：求：A、V的讀數(shù)已知：I1=10A、

UAB=100V，設(shè)為參考相量,1001045°10045°AB

C1VA102.UL=IXL=100VV=141V由相量圖可求得：求由相量圖可求得：解：RXLXC+–S例3：已知開關(guān)閉合后u，i同相。開關(guān)閉合前求:(1)開關(guān)閉合前后I2的值不變。103.由相量圖可求得：解：RXLXC+–S例3：已知開關(guān)閉合后RXLXC+–S解：(2)用相量計算∵開關(guān)閉合后u，i同相，由實部相等可得由虛部相等可得設(shè):104.RXLXC+–S解：(2)用相量計算∵開關(guān)閉合后u，i解：求各表讀數(shù)例4:圖示電路中已知:試求:各表讀數(shù)及參數(shù)R、L和C。(1)復數(shù)計算+-AA1A2V105.解：求各表讀數(shù)例4:圖示電路中已知:試求:各表讀數(shù)及參數(shù)

(2)相量圖根據(jù)相量圖可得：求參數(shù)R、L、C方法1：+-AA1A2V106.(2)相量圖根據(jù)相量圖可得：求參數(shù)R、L、C方法1：方法2：45

即:

XC=20

107.方法2：45即:XC=20107.例5：圖示電路中,已知:U=220V,?=50Hz,分析下列情況:(1)K打開時,P=3872W、I=22A，求：I1、UR、UL(2)K閉合后發(fā)現(xiàn)P不變，但總電流減小，試說明

Z2是什么性質(zhì)的負載？并畫出此時的相量圖。解:

(1)K打開時:+-S+108.例5：圖示電路中,已知:U=220V,?=50Hz,分析下(2)當合K后P不變I減小,說明Z2為純電容負載相量圖如圖示:方法2:+-S+109.(2)當合K后P不變I減小,相量圖如圖示:方法2:+-同第2章計算復雜直流電路一樣,支路電流法、結(jié)點電壓法、疊加原理、戴維寧等方法也適用于計算復雜交流電路。所不同的是電壓和電流用相量表示，電阻、電感、和電容及組成的電路用阻抗或?qū)Ъ{來表示，采用相量法計算。下面通過舉例說明。復雜正弦交流電路的分析與計算試用支路電流法求電流I3。+-+-例1:圖示電路中，已知110.同第2章計算復雜直流電路一樣,支路電流法、結(jié)解：應用基爾霍夫定律列出相量表示方程代入已知數(shù)據(jù)，可得：+-+-解之，得：111.解：應用基爾霍夫定律列出相量表示方程代入已知數(shù)據(jù)，可得：+-應用疊加原理計算上例。例2:解:(1)當單獨作用時同理（2）當單獨作用時+-+-+-++-=112.應用疊加原理計算上例。例2:解:(1)當單獨作用時同理應用戴維寧計算上例。例3:解：(1)斷開Z3支路，求開路電壓+-+-+-(2)求等效內(nèi)阻抗+-+-(3)113.應用戴維寧計算上例。例3:解：(1)斷開Z3支路，求開路電壓功率因數(shù)的提高1.功率因數(shù):對電源利用程度的衡量。X

+-的意義：電壓與電流的相位差，阻抗的輻角時,電路中發(fā)生能量互換,出現(xiàn)無功當功率這樣引起兩個問題:114.功率因數(shù)的提高1.功率因數(shù):對電源利用程度的衡量。X(1)電源設(shè)備的容量不能充分利用若用戶：則電源可發(fā)出的有功功率為：若用戶：則電源可發(fā)出的有功功率為：而需提供的無功功率為:所以提高可使發(fā)電設(shè)備的容量得以充分利用無需提供的無功功率。115.(1)電源設(shè)備的容量不能充分利用若用戶：（2）增加線路和發(fā)電機繞組的功率損耗(費電)所以要求提高電網(wǎng)的功率因數(shù)對國民經(jīng)濟的發(fā)展有重要的意義。設(shè)輸電線和發(fā)電機繞組的電阻為:要求:(Ｐ、Ｕ定值)時所以提高可減小線路和發(fā)電機繞組的損耗。(導線截面積)2.功率因數(shù)cos

低的原因日常生活中多為感性負載---如電動機、日光燈，其等效電路及相量關(guān)系如下圖。116.（2）增加線路和發(fā)電機繞組的功率損耗(費電)所以要求提高電網(wǎng)相量圖+-+-+-感性等效電路40W220V白熾燈

例40W220V日光燈

供電局一般要求用戶的否則受處罰。

117.相量圖+-+-+-感性等效電路40W220V白熾燈例40W常用電路的功率因數(shù)純電阻電路R-L-C串聯(lián)電路純電感電路或純電容電路電動機空載電動機滿載日光燈（R-L串聯(lián)電路）118.常用電路的功率因數(shù)純電阻電路R-L-C串聯(lián)電路純電感電路或電(2)提高功率因數(shù)的措施:3.功率因數(shù)的提高

必須保證原負載的工作狀態(tài)不變。即：加至負載上的電壓和負載的有功功率不變。

在感性負載兩端并電容I(1)

提高功率因數(shù)的原則：+-119.(2)提高功率因數(shù)的措施:3.功率因數(shù)的提高結(jié)論并聯(lián)電容C后：(2)

原感性支路的工作狀態(tài)不變:不變感性支路的功率因數(shù)不變感性支路的電流(3)

電路總的有功功率不變因為電路中電阻沒有變，所以消耗的功率也不變。(1)電路的總電流，電路總功率因數(shù)I電路總視在功率S120.結(jié)論并聯(lián)電容C后：(2)原感性支路的工作狀態(tài)不變:不變感4.并聯(lián)電容值的計算相量圖:又由相量圖可得：即:+-121.4.并聯(lián)電容值的計算相量圖:又由相量圖可得：即:+-121思考題:1.電感性負載采用串聯(lián)電容的方法是否可提高功率因數(shù),為什么?2.原負載所需的無功功率是否有變化,為什么?3.電源提供的無功功率是否有變化,為什么?122.思考題:1.電感性負載采用串聯(lián)電容的方法是否可提高功率因數(shù),例1:解：(1)（2）如將從0.95提高到1，試問還需并多大的電容C。（1）如將功率因數(shù)提高到,需要并多大的電容C,求并C前后的線路的電流。一感性負載,其功率P=10kW,，接在電壓U=220V,?=50Hz的電源上。即即123.例1:解：(1)（2）如將從0.95提高求并C前后的線路電流并C前:可見:cos1時再繼續(xù)提高，則所需電容值很大（不經(jīng)濟），所以一般不必提高到1。并C后:(2)從0.95提高到1時所需增加的電容值124.求并C前后的線路電流并C前:可見:cos1時再繼續(xù)例2:解：(1)電源提供的電流為：電源的額定電流為：(1)該電源供出的電流是否超過其額定電流？已知電源UN=220V,?=50Hz，SN=10kV?A向PN=6kW,UN=220V，的感性負載供電，(2)如并聯(lián)電容將提高到0.9，電源是否還有富裕的容量？125.例2:解：(1)電源提供的電流為：電源的額定電流為：(1)例2:該電源供出的電流超過其額定電流。（2）如將提高到0.9后，電源提供的電流為：該電源還有富裕的容量。即還有能力再帶負載；所以提高電網(wǎng)功率因數(shù)后，將提高電源的利用率。126.例2:該電源供出的電流超過其額定電流。（2）如將1.串聯(lián)諧振(seriesresonance)

在同時含有L和C的交流電路中，如果總電壓和總電流同相，稱電路處于諧振狀態(tài)。此時電路與電源之間不再有能量的交換，電路呈電阻性。串聯(lián)諧振：L

與C

串聯(lián)時u、i同相并聯(lián)諧振：L

與C

并聯(lián)時u、i同相研究諧振的目的，就是一方面在生產(chǎn)上充分利用諧振的特點，(如在無線電工程、電子測量技術(shù)等許多電路中應用)。另一方面又要預防它所產(chǎn)生的危害。諧振的概念：諧振電路127.1.串聯(lián)諧振(seriesresonance)同相由定義，諧振時：或：即諧振條件：諧振時的角頻率串聯(lián)諧振電路1.諧振條件1.串聯(lián)諧振RLC+_+_+_+_2.諧振頻率根據(jù)諧振條件：128.同相由定義，諧振時：或：即諧振條件：諧振時的角頻率串聯(lián)或電路發(fā)生諧振的方法：(1)電源頻率f一定，調(diào)參數(shù)L、C使fo=f；2.諧振頻率(2)電路參數(shù)LC一定，調(diào)電源頻率f，使f=fo或：3.串聯(lián)諧振特怔(1)

阻抗最小可得諧振頻率為：129.或電路發(fā)生諧振的方法：(1)電源頻率f一定，調(diào)參數(shù)L、C當電源電壓一定時：(2)電流最大電路呈電阻性，能量全部被電阻消耗，和相互補償。即電源與電路之間不發(fā)生能量互換。(3)同相(4)電壓關(guān)系電阻電壓：UR=IoR=U大小相等、相位相差180

電容、電感電壓：130.當電源電壓一定時：(2)電流最大電路呈電阻性，能量全部被UC、UL將大于電源電壓U當時：有：由于可能會擊穿線圈或電容的絕緣，因此在電力系統(tǒng)中一般應避免發(fā)生串聯(lián)諧振，但在無線電工程上，又可利用這一特點達到選擇信號的作用。令：表征串聯(lián)諧振電路的諧振質(zhì)量品質(zhì)因數(shù)，131.UC、UL將大于當所以串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。注意諧振時:與相互抵消，但其本身不為零，而是電源電壓的Q倍。相量圖：如Q=100,U=220V,則在諧振時所以電力系統(tǒng)應避免發(fā)生串聯(lián)諧振。132.所以串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。注意諧振時:與相互抵消，但其本身4.諧振曲線(1)串聯(lián)電路的阻抗頻率特性

阻抗隨頻率變化的關(guān)系。容性感性0133.4.諧振曲線(1)串聯(lián)電路的阻抗頻率特性阻抗隨頻率(2)諧振曲線電流隨頻率變化的關(guān)系曲線。Q值越大，曲線越尖銳，選擇性越好。Q大Q小分析：諧振電流電路具有選擇最接近諧振頻率附近的電流的能力——稱為選擇性。fR

134.(2)諧振曲線電流隨頻率變化的關(guān)系曲線。Q值越大，曲線越尖通頻帶：諧振頻率上限截止頻率下限截止頻率Q大通頻帶寬度越小(Q值越大)，選擇性越好，抗干擾能力越強。Q小△?=?2－?1當電流下降到0.707Io時所對應的上下限頻率之差，稱通頻帶。即：135.通頻帶：諧振頻率上限截止頻率下限截止頻率Q大通頻帶寬度越小(5.串聯(lián)諧振應用舉例接收機的輸入電路：接收天線：組成諧振電路電路圖為來自3個不同電臺(不同頻率)的電動勢信號；調(diào)C，對所需信號頻率產(chǎn)生串聯(lián)諧振等效電路+-最大則136.5.串聯(lián)諧振應用舉例接收機的輸入電路：接收天線：組成諧振電路2.并聯(lián)諧振(parallelresonance)

1.諧振條件+-實際中線圈的電阻很小，所以在諧振時有則：137.2.并聯(lián)諧振(parallelresonance)1.諧振條件2.諧振頻率或可得出：由：3.并聯(lián)諧振的特征(1)阻抗最大，呈電阻性(當滿足

0L

R時)138.1.諧振條件2.諧振頻率或可得出：由：3.并聯(lián)諧振的(2)恒壓源供電時，總電流最小；恒流源供電時，電路的端電壓最大。(3)支路電流與總電流

的關(guān)系當

0L

R時，139.(2)恒壓源供電時，總電流最?。缓懔髟垂╇姇r，電路的端電壓最

1支路電流是總電流的Q倍電流諧振相量圖140.1支路電流是總電流的Q倍電流諧振相量圖140.例1：已知：解：試求：+-141.例1：已知：解：試求：+-141.例2：電路如圖：已知R=10、IC=1A、

1=45（間的相位角）、?=50Hz、電路處于諧振狀態(tài)。試計算I、I1、U、L、C之值，并畫相量圖。解：(1)利用相量圖求解相量圖如圖:由相量圖可知電路諧振，則：+-142.例2：電路如圖：已知R=10、IC=又：(2)用相量法求解例2：設(shè)：則：143.又：(2)用相量法求解例2：設(shè)：則：143.例3：解：圖示電路中U=220V,(1)當電源頻率時,UR=0試求電路的參數(shù)L1和L2(2)當電源頻率時,UR=U故:(1)即:I=0并聯(lián)電路產(chǎn)生諧振,即:+-144.例3：解：圖示電路中U=220V,(1)當電源頻率時,UR試求電路的參數(shù)L1和L2(2)當電源頻率時,UR=U(2)所以電路產(chǎn)生串聯(lián)諧振,并聯(lián)電路的等效阻抗為:串聯(lián)諧振時,阻抗Z虛部為零,可得:總阻抗+-145.試求電路的參數(shù)L1和L2(2)當電源頻率時,UR=U(2三相交流電路教學要求：

1.搞清對稱三相負載Y和△聯(lián)結(jié)時相線電壓、相線電流關(guān)系。2.掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負載的正確聯(lián)接方法，理解中線的作用。3.掌握對稱三相電路電壓、電流及功率的計算。146.三相交流電路教學要求：146.圖1三相交流發(fā)電機示意圖三相交流電源1.三相電壓的產(chǎn)生工作原理：動磁生電(尾端)+eAeBeCXABYCZ(首端)++––

–++__eeAX?圖2三相繞組示意圖圖3電樞繞組及其電動勢定子轉(zhuǎn)子ZAXYNSC-+B???147.圖1三相交流發(fā)電機示意圖三相交流電源1.三相電壓的三相電動勢瞬時表示式相量表示鐵心（作為導磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120

:直流勵磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機結(jié)構(gòu)148.三相電動勢瞬時表示式相量表示鐵心（作為導磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)對稱三相電動勢的瞬時值之和為0三相交流電到達正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為對稱三相電動勢三個正弦交流電動勢滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序為A

B

C149.對稱三相電動勢的瞬時值之和為0三相交流電到達正最大值的順序2.三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1)聯(lián)接方式中性線(零線、地線)中性點端線(相線、火線)在低壓系統(tǒng),中性點通常接地，所以也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓、Up–+–++–、UlXYZNBCAeA+–eC+–eB+––+–+–+150.2.三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1)聯(lián)接方式中性線(零線、地線(2)線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖30°AXYZNBCeA+–eC+–eB+–+–+–+––+–+–+151.(2)線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖同理3.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)–++–+BAC–152.同理3.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)–++–+BAC–152.負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路三相負載不對稱三相負載：不滿足ZA=ZB

=

ZC

如由單相負載組成的三相負載對稱三相負載：ZA=ZB=

ZC

如三相電動機1.三相負載分類單相負載：只需一相電源供電

照明負載、家用電器負載三相負載：需三相電源同時供電

三相電動機等三相負載的聯(lián)接

三相負載也有Y和兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負載的額定電壓和電源電壓確定。153.負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路三相負載不對稱三相負載：不滿足ZA三相負載連接原則

（1）電源提供的電壓=負載的額定電壓；

（2）單相負載盡量均衡地分配到三相電源上。AB電源C保險絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負載

額定線電壓為380伏的三相負載154.三相負載連接原則

（1）電源提供的電壓=負載的額定電壓；

2.負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負載的電流結(jié)論：負載Y聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流。Y:三相三線制Y0：三相四線制(1)聯(lián)結(jié)形式+ZBZCZAN'N++–––N電源中性點N′負載中性點155.2.負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流：流過端線的電流相(2)負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算1)負載端的線電壓＝電源線電壓2)負載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流Y

聯(lián)結(jié)時：4)中線電流負載Y聯(lián)結(jié)帶中性線時,可將各相分別看作單相電路計算+ZBZCZAN'N++–––156.(2)負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算1)負載端的線電壓＝電源線負載對稱時,中性線無電流,

可省掉中性線。(3)對稱負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算所以負載對稱時，三相電流也對稱。負載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。+ZBZCZAN'N++–––157.負載對稱時,中性線無電流,

可省掉中性線。(3)對稱負載Y例1：N+++–––N

RARBRCACB若RA=RB=RC=5，求線電流及中性線電

一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓。負載為電燈組，流IN。若負載RA=5、RB=10、RC=20呢？

158.例1：N+++–––NRARBRCACB若RA=RB=R中性線電流解：已知：N+++–––N

RARBRCACB(1)線電流三相對稱159.中性線電流解：已知：N+++–––NRARBRCACB(1CBNZAZBZC+++----N’設(shè)N為參考點，由結(jié)點電壓法：(2)三相負載不對稱160.CBNZAZBZC+++----N’設(shè)N為參考點，由結(jié)點電壓161.161.N162.N162.N+++–––N

RARBRCACB163.N+++–––NRARBRCACB163.(2)三相負載不對稱（RA=5、RB=10、RC=20）

分別計算各線電流中性線電流164.(2)三相負載不對稱（RA=5、RB=10、RC例2：照明系統(tǒng)故障分析解:

(1)A相短路1)中性線未斷

NRARCRBABNC此時A相短路電流很大，將A相熔斷絲熔斷，而B相和C相未受影響，其相電壓仍為220V,正常工作。在上例中，試分析下列情況(1)A相短路:中性線未斷時，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。(2)A相斷路:中性線未斷時，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。165.例2：照明系統(tǒng)故障分析解:(1)A相短路1)中性線未此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓（220V)，這是不允許的。2)A相短路,中性線斷開時,此時負載中性點N′即為A,因此負載各相電壓為

ABNCN′iAiCiB+++–––166.此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓(2)A相斷路2)中性線斷開B、C相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐?，如圖(b)所示,由圖可求得IBCU′BU′C+––+(b)

NRARCRBABNC(a)167.(2)A相斷路2)中性線斷開B、C相燈仍承結(jié)論

（1）不對稱負載Y聯(lián)結(jié)又未接中性線時，負載相電壓不再對稱，且負載電阻越大，負載承受的電壓越高。（2）中線的作用：保證星形聯(lián)結(jié)三相不對稱負載的相電壓對稱。（3）照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內(nèi)不允許接熔斷器或刀閘開關(guān)。168.結(jié)論168.例3:求例1電路中性線斷開時負載的相電壓及相電流。則節(jié)點電壓負載電壓NN

RBRC.RA+++++++–––––––解：設(shè)169.例3:求例1電路中性線斷開時負載的相電壓及相電流。則節(jié)點電壓可見：1.不對稱三相負載做星形聯(lián)結(jié)且無中性線時,三相負載的相電壓不對稱。2.照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。170.可見：170.1.聯(lián)結(jié)形式負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流:

流過端線的電流相電流:

流過每相負載的電流

、、ZABZBCZCAACB+++–––171.1.聯(lián)結(jié)形式負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流:流過端線線電流不等于相電流(2)相電流(1)負載相電壓=電源線電壓即:UP

=UL一般電源線電壓對稱，因此不論負載是否對稱，負載相電壓始終對稱,即2.分析計算ZABZBCZCAACB+++–––相電流：線電流：UAB=UBC=UCA=Ul=UP172.線電流不等于相電流(2)相電流(1)負載相電壓=電源相量圖BCABCABCABCA30°負載對稱時,相電流對稱，即BC(3)線電流由相量圖可求得為此線電流也對稱，即。

線電流比相應的相電流滯后30。173.相量圖BCABCABCABCA30°負載對稱時,相電流對稱三相負載的聯(lián)接原則負載的額定電壓=電源的線電壓應作

聯(lián)結(jié)負載的額定電壓=

電源線電壓應作Y聯(lián)結(jié)應使加于每相負載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無關(guān)。三相電動機繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。174.三相負載的聯(lián)接原則負載的額定電壓=電源的線電壓應作聯(lián)三相功率無論負載為Y或△聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應為

Pp=Up

Ip

cosp對稱負載

聯(lián)結(jié)時：同理對稱負載Y聯(lián)結(jié)時：相電壓與相電流的相位差當負載對稱時：P=3UpIpcosp所以175.三相功率無論負載為Y或△聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應為對稱負載正誤判斷對稱負載Y聯(lián)結(jié)

+ZBZCZAN'N++–––176.正誤判斷對稱負載Y聯(lián)結(jié)+ZBZCZAN'N++–––對稱負載Y聯(lián)結(jié)

正誤判斷177.對稱負載Y聯(lián)結(jié)正誤判斷177.有一三相電動機,每相的等效電阻R=29,等效感抗XL=21.8,試求下列兩種情況下電動機的相電流、線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果：(1)繞組聯(lián)成星形接于UL

=380V的三相電源上;(2)繞組聯(lián)成三角形接于UL=220V的三相電源上。例1:解:(1)178