電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第4版）課件：單相正弦交流電路

單相正弦交流電路——電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能——01認(rèn)識(shí)單相正弦交流電常見交流電波形交流電是指大小和方向都隨時(shí)間變化的電流、電壓和電動(dòng)勢，常用AC（AlfernatingCurrrent）來表示。隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交流電，稱為正弦交流電，不按正弦規(guī)律變化的交流電稱為非正弦交流電。正弦交流電的表示方法正弦交流電的解析式正弦交流電的表示方法

正弦交流電的波形圖正弦交流電的三要素最大值和有效值的關(guān)系周期和頻率的關(guān)系角頻率、周期和頻率的關(guān)系最大值（或有效值）、周期（或頻率、角頻率）和初相位。a)超前、滯后b)同相c)反相d)正交只有同頻率的正弦交流電才可以比較相位關(guān)系。

習(xí)慣上規(guī)定相位差用絕對值用小于的角來表示。正弦交流電的相位關(guān)系旋轉(zhuǎn)矢量表示法旋轉(zhuǎn)矢量表示法

只有同頻率正弦量的矢量才能畫在同一個(gè)矢量圖中。

旋轉(zhuǎn)矢量的加、減運(yùn)算可以按平行四邊形法則進(jìn)行。例題例

已知正弦交流電試求：（1）最大值和有效值；

（2）角頻率、頻率、周期；（3）相位和初相位；

（4）t=0s和t=0.01s時(shí)的電壓瞬時(shí)值。同頻率正弦交流電相加的矢量運(yùn)算同頻率的正弦交流量相加，其和仍為同頻率正弦交流量。它們的運(yùn)算可以按平行四邊形法則進(jìn)行。步驟為：（1）作基準(zhǔn)線x軸（基準(zhǔn)線通常省略不畫），確定比例單位；（2）作出正弦交流電相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矢量；（3）根據(jù)矢量的平行四邊形法則作圖；（4）根據(jù)得到的和矢量的長度及和矢量與x軸的夾角就是所得正弦量的最大值（或有效值）和初相角φ0；寫出表達(dá)式。正弦交流電矢量運(yùn)算02單一元件正弦交流電路輸入端用低頻信號(hào)發(fā)生器加0.5Hz正弦交流電，觀察電壓表和電流表指針擺動(dòng)情況。電壓表和電流表指針擺動(dòng)步調(diào)一致。實(shí)驗(yàn)探究純電阻電路實(shí)驗(yàn)探究輸入端用低頻信號(hào)發(fā)生器加50Hz正弦交流電，記錄電壓表和電流表的讀數(shù)。電阻的電壓和電流有效值符合歐姆定律。純電阻電路波形圖相量圖純電感電路交流電路中純電感兩端電壓超前電流90°。電感對電流的阻礙作用叫感抗，用XL表示，單位為歐姆。感抗的大小為XL＝ωL＝2πfL純電感電路實(shí)驗(yàn)探究輸入端用低頻信號(hào)發(fā)生器加0.5Hz正弦交流電，觀察電壓表和電流表指針擺動(dòng)情況。輸入端用低頻信號(hào)發(fā)生器加1Hz正弦交流電，改變電壓值，記錄幾組電壓表和電流表的讀數(shù)。電壓表和電流表指針擺動(dòng)步調(diào)不一致。電壓有效值和電流有效值成正比。純電容電路實(shí)驗(yàn)探究輸入端用低頻信號(hào)發(fā)生器加0.5Hz正弦交流電，觀察電壓表和電流表指針擺動(dòng)情況。輸入端用低頻信號(hào)發(fā)生器加1Hz正弦交流電，改變電壓值，記錄幾組電壓表和電流表的讀數(shù)。電壓表和電流表指針擺動(dòng)步調(diào)不一致。電壓有效值和電流有效值成正比。純電容電路結(jié)論波形圖相量圖純電容電路交流電路中純電容兩端電壓滯后電流90°。電容對電流的阻礙作用叫做容抗，用XC表示，單位為歐姆。容抗的大小為純電容電路單一元件交流電路功率功率類型純電阻電路純電感電路純電容電路有功功率無功功率視在功率03串聯(lián)電路RL串聯(lián)電路電壓關(guān)系RL串聯(lián)電路電壓三角形RL串聯(lián)電路RL串聯(lián)電路阻抗和功率RL串聯(lián)電路阻抗三角形RL串聯(lián)電路功率三角形RC串聯(lián)電路電壓關(guān)系RC串聯(lián)電路電壓三角形RC串聯(lián)電路RC串聯(lián)電路阻抗和功率RC串聯(lián)電路阻抗三角形RC串聯(lián)電路功率三角形RLC串聯(lián)電路電壓關(guān)系RLC串聯(lián)電路XC>XLXC<XLXC=XL

RLC串聯(lián)電路阻抗和功率阻抗RLC串聯(lián)電路功率三角形功率串聯(lián)電路功率類型阻抗三角形電壓三角形功率三角形RL串聯(lián)電路RC串聯(lián)電路RLC串聯(lián)電路04電能測量與節(jié)能電能的計(jì)算電能做功所消耗電能的多少可以用電功來度量。電功的計(jì)算公式為：例1：電烤箱的額定電壓220V，額定功率為1000W，把它接到220V的工頻交流電源上工作。求電烤箱的電阻值和電流。如果連續(xù)使用0.5h，它所消耗的電能是多少？節(jié)能企業(yè)節(jié)電1）節(jié)能燈代替白熾燈。2）走廊和衛(wèi)生間安裝小功率的日光燈。3）看電視時(shí)亮度和音量調(diào)到最佳狀態(tài)，不要過亮，音量不要過大。4）用電器不用時(shí)及時(shí)關(guān)閉電源。1）閑置或兩小時(shí)內(nèi)不用的電腦及時(shí)關(guān)機(jī)，確保“人走機(jī)關(guān)，機(jī)關(guān)電斷”。2）電腦需經(jīng)常保養(yǎng)、清潔，注意防塵防潮，減少電耗。3）下班前關(guān)閉飲水機(jī)、電腦、打印機(jī)等用電設(shè)備，并拔掉插頭，斷開電源。家庭節(jié)電單相電能表的銘牌額定電壓為220V2.5（10）A：額定電流為2.5A，允許載流量為10A。額定頻率為50Hz額定轉(zhuǎn)速為1440r/kWh執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T15283單相電能表的接線單相電能表接線盒里共有四個(gè)接線樁，從左右按1、2、3、4編號(hào),直接接線方式為：接線端子編號(hào)1是相線入，2是相線出；3是零線入，4是零線出。功率因數(shù)的提高意義方法1）提高自然功率因數(shù)2）人工補(bǔ)償無功功率1）提高用電質(zhì)量，改善設(shè)備運(yùn)行條件，可保證設(shè)備在正常條件下工作，這就有利于安全生產(chǎn)。2）可節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本，減少企業(yè)的電費(fèi)開支。3）能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備潛力。4）可減少線路的功率損失，提高電