汽車電工電子 課件 單元四 正弦交流電

單元四正弦交流電路汽車電工電子單元四正弦交流電正弦交流電認(rèn)識(shí)正弦交流電正弦交流電的表示方法正弦交流電路三相正弦交流電路正弦交流電的產(chǎn)生表征正弦交流電的物理量解析式表示法波形圖表示法旋轉(zhuǎn)矢量表示法純電阻電流純電感電路純電容電路電阻、電感、電容的串聯(lián)電路正弦交流電路的功率功率因數(shù)

三相正弦交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相電源的聯(lián)接三相負(fù)載的聯(lián)接三相電路的功率1.了解正弦交流電產(chǎn)生的原理，掌握正弦交流電路的三要素。2.理解周期、頻率、角頻率、瞬時(shí)值、最大值、有效值、相位和相位差等相關(guān)量之間的關(guān)系。3.理解正弦交流電的表達(dá)方式，了解正弦交流電解析式、波形圖、矢量圖的相互轉(zhuǎn)換。4.熟悉純電阻、純電感電路、純電容、RLC電路的電壓與電流的關(guān)系，以及功率的計(jì)算。5.理解三相正弦交流對(duì)稱電源、相序的概念。6.了解我國(guó)電力系統(tǒng)供電制，掌握三相交流電源的Y聯(lián)接，三相四線制電源的線電壓和相電壓的關(guān)系。7.掌握對(duì)稱三相負(fù)載Y聯(lián)接時(shí)、Δ形聯(lián)接時(shí)，負(fù)載相電壓；相、線電流的關(guān)系。8.了解三相交流電的功率計(jì)算方法。1.會(huì)用萬(wàn)用表測(cè)量交流電壓，會(huì)用鉗形表測(cè)量交流電流。2.能說(shuō)出中線的作用。1.通過(guò)對(duì)學(xué)生測(cè)試過(guò)程規(guī)范性的嚴(yán)格要求和實(shí)例教育，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待工作細(xì)節(jié)精益求精、細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，鼓勵(lì)學(xué)生樹(shù)立職業(yè)使命感和工匠精神。2.通過(guò)對(duì)我國(guó)綠色清潔能源開(kāi)發(fā)、利用的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)同感、責(zé)任感和民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)育人目標(biāo)單元四正弦交流電任務(wù)一認(rèn)識(shí)正弦交流電單元四正弦交流電直流電：電壓、電流的方向不隨時(shí)間的變化而變化。其中大小和方向均不隨時(shí)間的變化而變化的稱為恒流電。交流電：電壓、電流的方向隨時(shí)間變化而變化，則為交流電。其中電流的大小和方向隨時(shí)間做周期性的正弦規(guī)律變化，稱為正弦交流電。

直流電交流電任務(wù)一認(rèn)識(shí)正弦交流電單元四正弦交流電一、正弦交流電的產(chǎn)生

線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的指針隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)，且線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，指針左右擺動(dòng)一次。

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生了感應(yīng)電流，并且其大小和方向隨時(shí)間作周期性變化，這就是正弦交流電產(chǎn)生的基本原理。任務(wù)一認(rèn)識(shí)正弦交流電單元四正弦交流電一、正弦交流電的產(chǎn)生線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e為e=2Blvsinωt

e=Emsinωt

任務(wù)一認(rèn)識(shí)正弦交流電單元四正弦交流電

任務(wù)一認(rèn)識(shí)正弦交流電單元四正弦交流電

任務(wù)一認(rèn)識(shí)正弦交流電單元四正弦交流電

任務(wù)一認(rèn)識(shí)正弦交流電單元四正弦交流電

任務(wù)一正弦交流電的表示方法單元四正弦交流電一、解析式表示法電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流的瞬時(shí)值表達(dá)式就是正弦交流電的解析式，即e=Emsin（ωt+

0）u=Umsin（ωt+

0）i=Imsin（ωt+

0）注：若已知正弦交流電的三要素：周期(頻率、角頻率)、有效值（最大值）、初相位，就可以寫出它的解析式，可以計(jì)算出正弦交流電任一時(shí)刻的瞬時(shí)值。任務(wù)一正弦交流電的表示方法單元四正弦交流電二、波形圖表示法任一正弦交流電的解析式均可與一正弦波對(duì)應(yīng)，圖中，在波形中可反映出正弦交流電的最大值、周期和初相。其中，波形最高處即為正弦交流電的的最大值，波形完整變化一周所需時(shí)間為周期T，波形的起始點(diǎn)與原點(diǎn)之間的距離（夾角）則是初相。任務(wù)一正弦交流電的表示方法單元四正弦交流電三、旋轉(zhuǎn)矢量表示法

矢量的長(zhǎng)度表示正弦交流電的最大值（也可表示有效值）；矢量與橫軸的夾角表示初相，

0>0在橫軸的上方，

0<0在橫軸的下方；矢量以

角速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

一個(gè)正弦量e=Emsin（ωt+

0），以坐標(biāo)原點(diǎn)o為端點(diǎn)作一條有向線段，以此線段的長(zhǎng)度為正弦量的Em（E），以旋轉(zhuǎn)矢量的起始位置與x軸正方向的夾角為初相

e0，以線段繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，這樣在任一瞬時(shí)，有向線段在縱坐標(biāo)軸上的投影就是該時(shí)刻正弦量的瞬時(shí)值。因此，一個(gè)正弦量可以用一個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量來(lái)表示。任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電

波形圖相量圖任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電二、純電感電路（一）電感對(duì)電流的阻礙作用交流電通過(guò)電感線圈時(shí)，電流時(shí)刻都在改變，電感線圈中必然產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，這樣就形成對(duì)電流的阻礙作用。電感對(duì)交流電的阻礙作用稱為感抗，用符號(hào)XL表示。在?一定時(shí)，L越大，XL越大。當(dāng)L一定時(shí)，?越高電流變化也就越快，XL也越大。XL=

L=2

fL單位：歐姆（Ω）當(dāng)?→∞時(shí)，XL→∞，這時(shí)電感相當(dāng)于開(kāi)路；當(dāng)?=0時(shí)（相當(dāng)于在直流情況下），XL=0，這時(shí)線圈相當(dāng)于短路，表明直流電通過(guò)電感時(shí)沒(méi)有任何阻礙。因此，電感線圈在電路中有通直流阻交流或通低頻、阻高頻的特性。

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電四、電阻、電感、電容的串聯(lián)電路（一）端電壓u與電流i的相位關(guān)系設(shè)電路中電流為i=Imsin

t，則根據(jù)R、L、C的基本特性可得各元件的兩端電壓：uR=RImsin

t，uL=XLImsin(

t

90

)，uC=XCImsin(

t

90

)根據(jù)基爾霍夫電壓定律，在任一時(shí)刻總電壓u的瞬時(shí)值為：u=uR

uL

uC

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電四、電阻、電感、電容的串聯(lián)電路（一）端電壓u與電流i的相位關(guān)系

1.當(dāng)XL>XC時(shí)，則UL>UC:2.當(dāng)XL<XC時(shí)，則UL<UC:3.當(dāng)XL=XC時(shí)，則UL=UC:

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電

電壓三角形阻抗三角形任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電

任務(wù)三正弦交流電路單元四正弦交流電五、正弦交流電路功率（R-L-C串聯(lián)電路）

有功功率：電阻上消耗的功率無(wú)功功率：電感和電容與電源之間的能量交換P=URI∵UR=Ucos

∴P=URI=UIcos

單位：瓦（W）QL=ULI，QC=UCI∵電感與電容兩端的電壓在任何時(shí)刻都相反∴QL和QC的符號(hào)相反一般QL（+），QC（-）

Q=QL-QC=UIsin

單位：乏（var）

任務(wù)四三相正弦交流電路單元四正弦交流電一、三相正弦交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組有A-X、B-Y、C-Z三個(gè)，每一個(gè)繞組為一組，各相繞組匝數(shù)相等，結(jié)構(gòu)相同，它們的始端（A、B、C）在空間位置上彼此相差120°，它們的末端（X、Y、Z）在空間位置上也是彼此相差120°。第一相(A相或U相)電動(dòng)勢(shì)：

eA=Emsin(

t)第二相(B相或V相)電動(dòng)勢(shì)：

eB=Emsin(

t

120

)第三相(C相或W相)電動(dòng)勢(shì)：

eC=Emsin(

t

120

)對(duì)稱三相正弦交流電波形圖

對(duì)稱三相正弦交流電相量圖

任務(wù)四三相正弦交流電路單元四正弦交流電一、三相正弦交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生相序：三相電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值(振幅)的先后次序。三個(gè)電動(dòng)勢(shì)的相序：第一相(A相或U相)→第二相(B相或V相)→第三相(C相或W相)。正相序：eA比eB超前120

，eB比eC超前120

，而eC又比eA超前120

，又稱順相序。負(fù)相序：eA比eC超前120

，eC比eB超前120

，而eB又比eA超前120

，又稱逆相序。一般在配電盤上用黃色標(biāo)出A（U）相，用綠色標(biāo)出B（V）相，用紅色標(biāo)出C（W）相。對(duì)稱三相正弦交流電波形圖

對(duì)稱三相正弦交流電相量圖

由相量圖，如果把三個(gè)電動(dòng)勢(shì)的相量加起來(lái)，相量和為零，即e1

e2

e3=0。任務(wù)四三相正弦交流電路單元四正弦交流電二、三相電源的聯(lián)接星形(Y形)聯(lián)接：將三相發(fā)電機(jī)三相繞組的末端X、Y、Z(相尾)聯(lián)接在一點(diǎn)，始端A、B、C(相頭)分別與負(fù)載相連。中性點(diǎn)（零點(diǎn)）：三個(gè)末端X、Y、Z(相尾)聯(lián)接在一起的點(diǎn)用字母“N”表示。中線（零線）：從中性點(diǎn)引出的導(dǎo)線。相線（端線）：從三相電源三個(gè)相頭A、B、C引出的三根導(dǎo)線，俗稱火線。由三根相線和一根中線組成的輸電方式叫做三相四線制，通常在低壓配電中采用。任務(wù)四三相正弦交流電路單元四正弦交流電二、三相電源的聯(lián)接(Y形)1.相電壓：火線與零線之間的電壓

瞬時(shí)值用uA、uB、uC表示

通常符號(hào)用uP表示

有效值：UA=UB=UC=