《電工技術(shù)基礎(chǔ)》中文課件 項目2正弦交流電路的測試分析任務(wù)2

三相異步電動機(jī)單相空載運(yùn)行電路分析電工技術(shù)基礎(chǔ)項目2任務(wù)2任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)知識鏈接練習(xí)思考工作任務(wù)正弦交流電路的測試分析2任務(wù)導(dǎo)入日光燈兩端電壓和鎮(zhèn)流器兩端的電壓代數(shù)和等于220V嗎？把小功率220V/380V三相異步電動機(jī)一個繞組接入220V交流電源，三相異步電動機(jī)空載情況下能否正常運(yùn)行？使用儀表測量三相異步電機(jī)一個繞組的直流電阻和交流電阻是否一樣？怎么加入電容讓三相異步電動機(jī)在單相空載情況下正常運(yùn)行？返回學(xué)習(xí)目標(biāo)1學(xué)會使用交流電壓表、交流電流表、功率表測量交流電路各物理量。23掌握交流串并聯(lián)電路中電壓、電流的關(guān)系。掌握交流電路分析的一般方法。返回工作任務(wù)返回讓一臺小功率三相異步電動機(jī)U1和U2接線柱之間接入220V交流電，其他接線柱不接線，讓三相異步電動機(jī)空載，看三相異步電動機(jī)運(yùn)動情況，用手轉(zhuǎn)動一下三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸，觀察三相異步電動機(jī)運(yùn)動變化情況。按照左圖對三相異步電動機(jī)進(jìn)行接線，閉合開關(guān)K1，觀察三相異步電動機(jī)運(yùn)動情況。返回交流電路中存在電感、電容等儲能元件導(dǎo)致了交流電源輸出的電壓和電流存在相位差，電壓和電流相位差的存在使得交流電路的分析與計算變得復(fù)雜，不僅要考慮數(shù)值形式的歐姆定律還要考慮相量形式的歐姆定律，使得交流電路分析與直流電路存在差異，學(xué)習(xí)過程中一定要多思考，多從有效值和相位兩個角度去理解交流電路的分析方法。工作任務(wù)【總結(jié)與提升】知識鏈接---2.2交流電串聯(lián)、并聯(lián)及混聯(lián)電路分析1．基爾霍夫定律的相量形式2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回在正弦交流電路中，由于流過節(jié)點的各支路電流都是同頻率的正弦量，用對應(yīng)的相量表示，則有：

，此為基爾霍夫電流定律的相量形式。同理基爾霍夫電壓定律的相量形式為：

，即任一回路中的所有電壓相量的代數(shù)和為零知識鏈接---2.2交流電串聯(lián)、并聯(lián)及混聯(lián)電路分析2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回感抗值：XL=2fL感抗：jXL=XL90°容抗值：XC=1/(2

fC)容抗：-jXC=XC-90°闖哥第二定律：感正壓超流90度；容反流超壓90度。2．RLC串聯(lián)的交流電路2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回RLC串聯(lián)的電路下圖a所示，由于是串聯(lián)電路，流過各個元件的電流相同。以電流作為參考相量，相量圖如b所示。2．RLC串聯(lián)的交流電路2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回2．RLC串聯(lián)的交流電路2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回3

+j-j2O+j4-33+j42．RLC串聯(lián)的交流電路2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回2．RLC串聯(lián)的交流電路2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回1.5

+j-j1.5O+j4-32．RLC串聯(lián)的交流電路2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回Z稱為阻抗，量綱為歐姆，X稱為電抗，|Z|稱為阻抗的模，φ稱為阻抗角，阻抗模是電壓與電流有效值或最大值比值，阻抗角是電路中電壓與電流之間的夾角，即電壓與電流的相位差。阻抗是一個復(fù)數(shù)，阻抗角取值范圍[-90°,90°]。阻抗形式的相量模型如圖c所示。2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回對于任意一個無源單口交流網(wǎng)絡(luò)的總阻抗計算和直流電路總電阻的計算方法一樣。2．RLC串聯(lián)的交流電路串聯(lián)總阻抗等于各阻抗相加，并聯(lián)總阻抗的倒數(shù)等于各阻抗倒數(shù)的和，不同的是阻抗的運(yùn)算要按照復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則進(jìn)行。2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回當(dāng)φ<0時，電壓滯后電流，電路中電容的作用大于電感的作用，這種電路稱為電容性電路。2．RLC串聯(lián)的交流電路當(dāng)φ>0時，電壓超前電流，電路中電感的作用大于電容的作用，這種電路稱為電感性電路。當(dāng)φ=0時，電壓與電流同相位，電路中電容的作用與電感的作用相互抵消，這種電路稱為電阻性電路。2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回2．RLC串聯(lián)的交流電路P96頁選擇題1，串聯(lián)以電流相量為參考相量。

+j-j15V10VO+j5V

+j-j8A4AO+j4A

P96頁選擇題2，并聯(lián)以電壓相量為參考相量。2.2.2GLC并聯(lián)交流電路返回交流并聯(lián)電路分析時，電阻一般使用電導(dǎo)表示，用電導(dǎo)表示的交流GLC并聯(lián)電路如圖所示。容納：感納：2.2.2GLC并聯(lián)交流電路返回交流并聯(lián)電路分析時，電阻一般使用電導(dǎo)表示，用電導(dǎo)表示的交流GLC并聯(lián)電路如圖所示。2.2.2GLC并聯(lián)交流電路返回Y稱為導(dǎo)納，導(dǎo)納是一個復(fù)數(shù)，因此也稱為復(fù)導(dǎo)納，量綱為西門子，B稱為電納，|Y|稱為導(dǎo)納的模，φ稱為導(dǎo)納角，導(dǎo)納模是電流與電壓有效值或最大值比值，導(dǎo)納角是電路中電流與電壓之間的夾角，即電流與電壓的相位差。容納和感納的單位和電導(dǎo)一樣均為西門子（S）。2.2.2GLC并聯(lián)交流電路返回對于任意無源并聯(lián)單口網(wǎng)絡(luò)總復(fù)導(dǎo)納計算公式為：當(dāng)導(dǎo)納角φY取值不同時，交流電路有以下三種不同的性質(zhì)：當(dāng)B＞0，即BC＞BL時，φY

＞0，電流超前于電壓，電路呈容性；當(dāng)B＜0，即BC＜BL時，φY

＜0，電流滯后于電壓，電路呈感性；當(dāng)B=0，即BC=BL時，φY

=0，電流和電壓同相，電路呈電阻性。一個任意的線性無源單口網(wǎng)絡(luò)，設(shè)

與

的參考方向相關(guān)聯(lián)，如圖所示，都可以用復(fù)阻抗和復(fù)導(dǎo)納兩種形式的模型進(jìn)行分析。2.2.3正弦交流混聯(lián)電路分析返回同一單口網(wǎng)絡(luò)的復(fù)阻抗和復(fù)導(dǎo)納互為倒數(shù)，因此在計算電阻、電感、電容混聯(lián)電路時，可以交替使用復(fù)阻抗和復(fù)導(dǎo)納這兩種形式進(jìn)行電路的等效變換與化簡。1．諧振現(xiàn)象2.2.4電路中的諧振返回在含有L和C的單口網(wǎng)絡(luò)中，在正弦激勵作用下，當(dāng)出現(xiàn)端口電壓與電流同相時，稱電路發(fā)生了諧振，即端口處的等效阻抗角：φ=0。諧振現(xiàn)象是正弦交流電路的一種特定工作狀態(tài)，它在電子和通信工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但在電力工程中，發(fā)生諧振時有可能破壞系統(tǒng)的正常工作，因此需要對諧振現(xiàn)象進(jìn)行分析，諧振電路通常是由電阻、電感和電容組成的串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路。2．串聯(lián)諧振2.2.4電路中的諧振返回當(dāng)阻抗中的虛部即

=0電路就發(fā)生了諧振，此時：2．RLC串聯(lián)的交流電路2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回上面電路虛部為0，=0電路發(fā)生了諧振2．串聯(lián)諧振2.2.4電路中的諧振返回

0為該電路的諧振角頻率，又稱為固有角頻率。串聯(lián)諧振時，L、C元件上產(chǎn)生電壓高出電源電壓（所以稱為電壓諧振）。3．并聯(lián)諧振2.2.4電路中的諧振返回當(dāng)阻抗中的虛部

，即=0電路就發(fā)生了諧振，此時：

3．并聯(lián)諧振2.2.4電路中的諧振返回

0為該電路的諧振角頻率，又稱為固有角頻率。并聯(lián)諧振時，L、C元件上產(chǎn)生電流高出電源電流（所以并聯(lián)諧振又稱為電流諧振）。3．并聯(lián)諧振2.2.4電路中的諧振返回返回虛部為0即諧振，串壓并流工作任務(wù)【總結(jié)與提升】(