《2022年高中物理竞赛辅导交流电力物体的平衡.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高中物理竞赛辅导交流电力物体的平衡.docx(51页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 沟通电 5;1、基 本 知 识511、沟通电的产生及变化规律如图 5-1-1 所示,矩形线圈abcd 在匀强磁场中匀速转动,闭合电路中产生沟通电;t ,假如从线圈转过中性面的时刻开头计时,那么线圈平面与磁感应强度方向的夹角为如图 5-1-2 所示线圈中产生的瞬时感应电动势按正弦规律变化,式mnBSenBSsintmsint,称为感应电动势的最大值;电路中的电流强度也按正弦规律变化,式中ImRmriRmrsintImsint,称为沟通电流的最大值;外电路的电压按正弦规律变化,uRmRsintrU m sint,称为沟通电压的最大值;mR式中UmR
2、r512、表征沟通电的物理量(1)周期和频率周期和频率是表征沟通电变化快慢的物理量;一对磁极沟通发电机中的线圈在匀强场中匀速转动一周,电流按正弦规律变化一周;我们把电流完成一次周期性变化所需的时间,叫做沟通电的周期T,单位是秒;我们把沟通电在1 秒钟内完成周期性变化的次数,叫做沟通电的频率 f ,道位是赫兹;(2)最大值和有效值沟通电流的最大值 I m 与沟通电压的最大值 U m 是沟通电在一周期内电流与电压所能达到的最大值;沟通电的最大值 I m 与 U m 可以分别表示沟通电流的强弱与电压的高低;沟通电的有效值是依据电流热效应来规定的;让沟通电和直流电通过相同阻值的电阻,假如它们在相同时间
3、内产生的热效应相等,就把这始终流电的数值叫做这一沟通电的有效值;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 通常用表示沟通电源的有效值, 用 I 表示沟通电流的有效值,用U表示沟通电压的有效值;正弦沟通电的有效值与最大值之间有如下的关系:m,IIm,UUm222当知道了沟通电的有效值,很简洁求出沟通电通过电阻产生的热量;设沟通电的有效值为 I ,电阻为 R,就在时间 t 内产生的热量QI2Rt;这跟直流电路中焦耳定律的形式完全相同;由于沟通电的有效值与最大值之间只相差一个倍数,所以运算沟通电的有效值时,欧姆定律的形式不变;通
4、常情形下所说的沟通电流或沟通电压是指有效值;(3)相位和相差交 流 发 电 机 中 如 果 从 线 圈 中 性 面 重 合 的 时 刻 开 始 计 时 , 交 流 电 动 势 的 瞬 时 值 是e msin t;假如从线圈平面与中性面有一夹角 0 时开头计时,那么经过时间 t ,线圈从线圈平面与中性面有一夹角是 t 0,如图 5-1-3 所示,就沟通电的电动势瞬时值是 e m sin t 0 ;从沟通电瞬时值表达式可以看出,沟通电瞬时值何时为零,何时最大,不是简洁地由时间 t 确定,而是由t0来确定;这个相当于角度的量t0对于确定沟通电的大小和方向起重要作用,称之为沟通电的相位;0 是 t =
5、0 时刻的相位,叫做初相位;在沟通电中,相位这个物理量是用来比较两个沟通电的变化步调的;两个沟通电的相位之差叫做它们的相差,用 等于初相位之差,即表示;假如沟通电的频率相同,相差就t10t201020,这时相差是恒定的,不随时间而转变;两个频率相同的沟通电,它们变化的步调是否一样要由相差来打算; 假如200,这两个沟通电称做同相位;假如180;,这两个沟通电称为反相位;如10,我们说沟通电1I比2I相位超前,或说沟通电2I比1I相位落后;513、沟通电的旋转矢量表示法 沟通电的电流或电压是正弦规律变化的;这一变化规律除了可以用公式和图像来表示外,仍可以用一个旋转矢量来表示;图 5-1-4 是正
6、弦沟通电的旋转矢量表示法与图像表示法的对比图,左边是旋转矢量法,右边是图像法;在沟通电的旋转矢量表示法中,OA为一旋转矢量, 旋转矢量 OA的大小表示沟通电的最大名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 值Im,旋转矢量 OA旋转的角速度是沟通电的角频率,旋转矢量 OA与横轴的夹角t0为沟通电的相位,旋转矢量OA在纵轴上的投影为沟通电的瞬时值iImsint0;沟通电的旋转矢量表示法使沟通电的表达更加直观简捷,并且也为沟通电的运算带来极大的便利; 5、2 沟通电路521、沟通电路(1)纯电阻电路 给电阻 R加上一正弦沟通电,
7、如图 5-2-1 所示,其电压 u 为 u U msin t电流的瞬时值 I 与 U、R三者关 系仍遵循欧姆定律;iu Ru m sinRI m Ut/R,它们的有效值同样也满意5-2-2甲表示电流、电压电流最大值mI UR在纯电阻电路中,u、i 变化步调是一样的,即它们是同相,图随时间变化的步调一样特性;图乙是用旋转矢量法来表示纯电阻电路电流与电压相位关系;(2)纯电感电路纯电感电路如图5-2-3 所示,自感线圈中产生自感电动势为自,电路中电阻R可近似为零,由含源电路欧姆定律有名师归纳总结 u自iR第 3 页,共 32 页R0,所以自u,自感电动势与外加电压是反相的;设电路中电流iImsin
8、t,自感电动势为自ImLittImsintt tsini由于t 很短,依三角关系绽开上式后,近似处理,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - cost1 ,sintt就i 为iImcostLImcostsint2Li t自由LImsintt2mue 自得2ULuImsin由上面可见:a. 纯 电 感 电 路 中 电 压 电 流 关 系 : I UL, 其 中 L 称 为 感 抗 (X L) 满 足I U / X L,其中 X L L 2 fL,单位 : 欧姆;b. 纯电感电路中,图 5-2-4 电压、电流相位关系是,电压超前电流 2,它们的图像和矢量表示如图
9、 5-2-5 的甲、乙图所示;3 纯电容电路名师归纳总结 纯电容电路如图5-2-6 所示,外加电压 u,电容器反复进行充放电,iQCu,第 4 页,共 32 页tt设所加交变电压uUmsint,与前面推导方式相同,t 时间很短,得到uUmtcostIUmtsint2icuCUmsint2tImcUm,就iImsint2电路中电流有效值为IIUUU11XcfC2fCXc 称为电容的容抗,Xc21,单位是欧姆;在纯电容电路中电流与电压的fC- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 相位关系是 : 电流超前电压 2 ,图 5-2-6 甲、乙分别反应电流、电压随时间的
10、变化图线和 它们的矢量表示图;522 位移电流 位移电流不是电荷定向移动的电流;它引起的变化电场,极置于一种电流;为了形 象地说明我移电流,可以把它看作是由极板上电荷积存过程即形成的;1 沟通电能通过电容器,是由于电容器在充、放电的过程中,电容器极板上的电荷 发生变化,引起电场的变化而形成的;连接电容器的导线中有传导电流通过,而在电容器内存在位移电流;2 我移电流在产生磁场效应上和传导电流完全等效,由于二者都都会在四周的空间 产生磁场;3 我移电流通过介质时不会产生热效应;523、沟通电路中的欧姆定律在沟通电路中,电压、电流的峰值或有效值之间关系和直流电路中的欧姆定律相像,其等式为UIZ或IU
11、,式中I 、 U 都是沟通电的有效值,Z 为阻抗,该式就是沟通Z电路中的欧姆定律;( 2)说明由于电压和电流随元件不同而具有相位差,简洁数量的比例关系;所以电压和电流的有效值之间一般不是a、在串联电路中,如图图 5-2-8 所示,以 R、L、 C为例,总电压不等于各段分电压的和,U U R U L U C;由于电感两端电压相位超前电流相位 2 ,电容两高雅电压相位落后电流相位 2 ;所以 R、 L、 C 上的总电压,决不是各个元件上的电压的代数和而是矢量和;名师归纳总结 以纯电阻而言,Z RR ,iCiR/UUR;第 5 页,共 32 页RX以纯电感而言,ZLL,iLUULXC以纯电容而言,Z
12、 C1UU;C1CXC- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 合成的总电压UmImXLImXC2ImR2ImXLXC2R2ImZ;就ZXLXC2R2,得ImUm;而电压和电流的相位差arctgXLXPXCZ(图 5-2-9 );b、在并联电路中,如图5-2-10 所示,以iR、 L、 C 为例,每个元件两端的瞬时电压都相等为U;每分路的电流和两端电压之间关系为RURU;iCUCU,iLULU,XCXCXLXLXRR不同元件上电流的相位也各有差异;纯电感上电流相位落后于纯电阻电流相位 位2;所以分电流的矢量和即总电流2 ,纯电容上电流相位超前纯电阻电流相令1I
13、1U21iCiL2,1U2UUU212,RRXCXL121C2 RXC2XLU2 RL1C得IZR2L;Z524、沟通电功率在沟通电中电流、电压队随时间而变,因此电流和电压的乘积所表示的功率也将随时间而变;跟沟通电功率有关的概念有:瞬时功率、有功功率、视在功率(又叫做总功率)、无功功率、以及功率因素;a瞬时功率tP;由瞬时电流和电压的乘积所表示的功率;Ptitut,它随时间而变;名师归纳总结 P t在任意电路中,i 与 u 之间存在相位差utUUmsint;第 6 页,共 32 页PiuImsintUmsintIeffeffcoscos2t在纯电阻电路中,电流和电压之间无相位差,即0 ,瞬时功
14、率Ief fUef f1cos2t;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - b有功功率 P ;用电设备平均每单位时间内所用的能量,或在一个周期内所用能量和时间的比;在纯电阻电路中,P RTP RtdtTIeffUeff1cos2tIeffUeffO电压和电流都OOTT纯电阻电路中有功功率和直流电路中的功率运算方法表示完全一样,用有效值来运算;在纯电感电路中(电压超前电流2 ),dt0电感与电P L1TP Ldt1TIeffUeffcoscos2tTOTO在纯电容电路中(电流超前电压2 ),tdt0P C1TP Cdt1TImUmcostsinTOTO以上说明
15、电感电路或电容电路中能量只能在电路中互换,即电容与电源、源之间交换能量,对外无能量交换,所以它们的有功功率为零;对于一般电路的平均功率SP1TP tdt1TIeffUeffcoscos 2tdtTOTOc视在功率(S);在沟通电路中,电流和电压有效值的乘积叫做视在功率,即IeffUeff;它可用来表示用电器(发电机或变压器)本身所容许的最大功率(即容量);d无功功率(Q);在沟通电路中,电流、电压的有效值与它们的相位差 的正弦的乘积叫做无功功率,即 Q I ef fU ef f sin;它和电路中实际消耗的功率无关,而只表示电容元件、电感元件和电源之间的能量交换的规模;有功功率,无功功率和视在
16、功率之间的关系,可用如图5-2-11所示的所谓功率三角形来表示;e功率因数cos;发电机输送给负载的有功功率和视在功率的比,PIeffIUeffcoscos;SeffUeff为了提高电能的可利用程度,必需提高功率因数,或者说减小相位差;525、涡流( 1)定义或说明名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 块状金属放在变化的磁场中,或让它在磁场中运动,金属地内有感应电场产生,从 而形成闭合回路,这时在金属内所产生的感生电流自成闭合回路,形成旋涡,所以叫做 涡电流;“ 涡电流” 简称涡流,又叫傅科电流;( 2)说明1 涡流的
17、大小和磁通量变化率成正比,磁场变化的频率越高,导体里的涡流也越大;2 在导体中涡流的大小和电阻有关,电阻越大涡流越小;为了减小涡流造成的热损 耗, 电机和变压器的铁芯常采纳多层彼此绝缘的硅钢片迭加而成(材料采纳硅钢以增加 电阻) ;涡流也有可利用的一面;高频感应炉就是利用涡流作为自身加热用,感应加热,温度掌握便利,热效率高,加热速度快,在生产生已用作金属的冶炼;在生活上也已被 用来加热食品;涡流在外表上也得到运用;如电磁阻尼,在磁电式测量外表中,常把使指针偏转的 线圈绕在闭合铝框上,当测量电流流过线圈时,铝框随线圈指针一起在磁场中转动,这时铝框内产生的涡流将受到磁场作用力,抑止指针的摇摆,使指
18、针较快地稳固在指示位置上;526、自感 由于导体本身电流发生变化而产生电磁感应现象员做自感现象;导体回路由于自感现象产生的感生电动势叫做自感电动势,自感电动势的大小和电 I L t;这是由于电流变化引起了回来中磁通量变化的缘故;流的变化率成正比,式中比例常数 L 叫做自感系数;( 2)单位 在国际单位制中,自感系数的单位是亨利;( 3)说明自感是导体本身阻碍电流变化的一制属性;对于一个线圈来说,自感系数的大小取决于线圈的匝数,直径、长度以及曲线芯材料等性质;在线圈直径远较线圈长度为小时,就LN2S(是圈线芯材料的导磁率,l 是线圈长度,N 是线圈匝数,S 是线l圈横截面积);自感现象产生的缘由
19、是当线圈中电流发生变化时,该线圈中将引起磁通量变化,从而产生感生电动势;因此,自感电动势的方向也可由楞次定律确定;当电流减小时,穿过线圈的磁通量也将减小,这时自感电动势的方向应和正在减小的电流方向一样,以障碍原电流的减小;同理,当线圈中电流增大时,就穿过线圈的磁通量也随着增大,因名师归纳总结 而有时将导体的自感现象与惯性现象作类比,它们都表现为对运动状态变化的障碍,所第 8 页,共 32 页以自感现象又叫做电磁惯性现象;自感系数又叫做电磁惯量;这也可在能量关系上作一类比,电场能的公式为W1 CU 22,那贮存在磁场里的能量公式为W1 LI 22,因而L与 C(电容)相当,I 与 U(电压)相当
20、,自感系数L 又可叫做电磁容量;但须留意,在线圈中被自感而产生电动势所障碍的是电流的变化,而不是阻碍电流本身;所以线圈- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 中电流变化率越大就线圈两端阻碍电流变化的感生电动势值也越大;与电流的大小无直接关系;自感现象也可从能量守恒观点来说明;在自感电路里,接通直流电源,电流逐步增加,在线圈内穿过的磁通量也逐步增大,建立起磁场;在电流达到最大值前电源供应的能量将分成两部分,一部分消耗在线路的电阻上转变为热能;另一部分克服自感电动势做功,转化为磁场能;假如线路上热能损耗很小,可以忽视不计,那么在电流达到最大值前,电源供应的能量将
21、全部转化为磁场能;当电流达到最大值时,磁场能也达到最大;当电流达到最大值稳固时,自感电动势不再存在,电源不再供应电能;自感系数不仅和线圈的几何外形以及密绕程度有关,而且仍和线圈中放置铁芯或磁芯的性质有关,假如空心线圈的自感系数为 L ,放置磁芯后,线圈的自感系数 L K 将增大 e 倍,即 L K e L 0,式中 e 为磁芯的有效导磁率,它和磁芯材料的的相对导磁率 r 有内在的联系;闭合的环形磁芯 e 和 r 数值相等; 它们仍和导体中工作电流的大小有关;e 和 r 也有所区分;至于 e 的大小仍与磁芯材料的粗细、长短等几何外形有关,例如,对棒形铁芯或包含有空气隙的环形磁芯来说,e r;用
22、r 400 的锰锌铁氧体材料制作的天线磁棒,其 e 经常不到 10 ;527、互感由于电路中电流的变化,而引起邻近另一电路中产生感电动势的现象叫做互感现象;导体由于互感现象,在次级线圈中产生感生电动势;感生电动势的大小和初级线圈I中电流的变化率成正比,t;式中的比例常数叫做互感系数;( 2)单位在国际单位制中,互感系数的单位是亨利;( 3)说明互感系数的大小和初、次级线圈的自感系数有关;当两个自感系数分别为L1 和L2 的线圈有闭合铁芯相连,而且初、次级线圈又耦合得非常紧密的情形下,即可看作是一种抱负耦合;在抱负耦合时互感系数 L 1L 2;在一般情形下,两线圈之间不肯定有铁芯相连,它们之间的
23、磁耦合并不很紧密,其中某线圈中电流所激发的磁通量不全部通过另一线圈时,那么 k L 1L 2, k 为耦合系数,它的物理意义是表示为磁耦紧密程度;K 值和两线圈或回路的相对位置以及和四周的介质材料有关;对于 k 值的选取,由实际需要而定;假如要减小互感干扰,就选取较小的耦合系数;假如要加强互感,就选取较大的耦合系数;528、三相沟通电名师归纳总结 三相沟通电发电机原理如图5-2-1 所示,其中AX、BY、CZ三组完全相同的线圈,它们排第 9 页,共 32 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 列在圆周上位置彼此差120;角度, 当磁铁以角速度匀速转动时,
24、 每个线圈中都会产生一个2交变电动势,它们位相彼此为3,因而有5-2-8所示,三相中每个线圈的头A、B、Ce AXmsinte BYmsint23e CZmsint43( 1)星形( Y 型)连接的三相沟通电源如图分别引出三条线,称为端线(火线),而每相线圈尾X、Y、Z 连接在一起,引出一条线,此线称为中线;由于总共接出四根导线,所以连接后的电源称为三相四线制;三相电源中,每相线圈中电流为相电流,端线中的电流为相电流,端线中的电流为线电流,每个线圈中电压为相电压,任意两条端线的电压为线电压;就线电压与相电压关系UABUAOUOBUAOUBOUABUmsintUmsint233 U msint6
25、所以相对有效值而言,有UAB3 UAOI相I线同理有:UBC3 UBO,UCA3 UCO而星形连接后,相电流与线电流大小是一样的,即:( 2)三角形( 形)连接的三相电源如图5-2-9 所示,它构成三相三线制电路;由图可知,在此情形下线电压等于相电压,但线电流与相电流是不相等的,如连接负载在对称平稳名师归纳总结 条件下,iAXImsint5-2-10甲、乙所示,星形连接时,有第 10 页,共 32 页iCZImsint43iAiAXiCZ3 Imsint6所以有:I线3 I相( 3)三相沟通电负载的星形和三角形连接如图U相U线,电流关系:I相I线3如三相负载平稳;即R AR BR C,就有:-
26、 - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - i0iAiBiC,0I00,中线可省去,改为三相三线制;三相负载的三角形连接时,U线U相,而负载上电流与线电流不等,当三相平稳时,线电流是相电流的3倍; 5、3 电磁振荡与电磁波531、电磁振荡 电路中电容器极板上的电荷和电路中的电流及它们相联系的电场和磁场作周期性变化的 现象,叫做电磁振荡;在电磁振荡过程中所产生的强度和方向周期性变化的电流称为振荡电 流;能产生振荡电流的电路叫振荡电路;最简洁的振荡电路,是由一个电感线圈和一个电容 器组成的 LC电路,如图 5-3-1 所示;在电磁振荡中,假如没有能量缺失,振荡应当永久
27、连续下去,电路中振荡电流的振幅应 该永久保持不变,这种振荡叫做自由振荡或等幅振荡;但是,由于任何电路都有电阻,有一 部分能量要转变成热,仍有一部分能量要辐射到四周空间中去,这样振荡电路中的能量要逐 渐减小,直到最终停止下来;这种振荡叫做阻尼振荡或减幅振荡;电磁振荡完成一次周期性变化时需要的时间叫做周期;一秒钟内完成的周期性变化的次 数叫做频率;振荡电路中发生电磁振荡时,假如没有能量缺失,也不受其它外界的影响,即电路中发 生自由振荡时的周期和频率,叫做振荡电路的固有周期和固有频率;LC回路的周期T 和频率 f 跟自感系数L 和电容 C的关系是:T2LC,f21LC;532、电磁场 任何变化的电场
28、都要在四周空间产生磁场,任何变化的磁场都要在四周空间产生电场;变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不行分割的统一的场,这就是电磁场;麦克斯 韦理论是描述电磁场运动规律的理论;变化的磁场在四周空间激发的电场,其电场呈涡旋状,这种电场叫做涡旋电场;涡旋电 场与静电场一样对电荷有力的作用;但涡旋电场又与静电场不同,它不是静电荷产生的,它 的电场线是闭合的,在涡旋电场中移动电荷时电场力做的功与路径有关,因此不能引用“ 电 势” 、“ 电势能” 等概念;当导体作切割磁感线运动时,导体中的自由电子将受到洛仑兹力而在导体中定向移动,使这段导体两端分别积存正、负电荷,产生感应电动势,这种感应电动势又叫做动
29、生电动势;它的运算公式为名师归纳总结 Blvsin第 11 页,共 32 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 当穿过导体回路的磁通量发生变化时(保持回路面积不变),变化的磁场四周空间产生涡旋电场,导体中的自由电子在该电场的电场力作用下定向移动形成电流,这样产生的感应电动势又叫感生电动势;它的运算公式为SB t533、电磁波假如空间某处产生了振荡电场,在四周的空间就要产生振荡的磁场,这个振荡磁场又要在较远的空间产生新的振荡电场,接着又要在更远的空间产生新的振荡磁场, ,这样交替产生的电磁场由近及远地传播就是电磁波;电磁波的电场和磁场的方向彼此垂直,并且跟
30、传播方向垂直,所以电磁波是横波;电磁波不同于机械波,机械波要靠介质传播,而电磁波它可以在真空中传播;电磁波在真空中的传播速度等于光在真空个的传播速度C3 .00108米/ 秒;电磁波在一个周期的时间内传播的距离叫电磁波的波长;电磁波在真空中的波长为:CTC f电磁波可以脱离电荷独立存在,电磁波具有能量,它是物质的一种特别外形; 5、4 整流和滤波541、整流把沟通电变为直流电的过程叫做整流,通常是利用二极管的单位导电特性来实现整流目的,一般的整流方式为半波整流、全波整流、桥式整流;(1)半波整流如图 5-4-1 所示电路为半波整流电路,B 是电源变压器,D是二极管, R 是负载;当变压器输出正
31、弦沟通 u ab U m sin t 时,波形如图 5-4-2 甲所示, 当 u ab0 时, 二极管 D正向导通,设正向电阻为零,就 u R u ab;当 u ab0 时,在沟通负半周期,二极管处于反向截止状态,R D,所以 R上无电流,u R 0,u R 变化如图 5-4-2 所示;可见 R上电压是单方向的,而强度是随时间变化的,称为脉动直流电;( 2)全波整流全波整流是用二个二极管D 、D 分别完成的半波整流实现全波整流,如图5-4-3 所示,D 导通,所O为变压器中心抽头,当uab0 时,D 导通,D 截止,当uab0 时D1截止,以 R上总是有从上向下的单向电流,如图5-4-4 所示
32、;(3)桥式整流名师归纳总结 桥式整流电路如图5-4-5所示,当uab0 时,D 、D 处于导通状态,D 、D 处第 12 页,共 32 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 于反向截止,而当u ab0 时,D 、D 处于导通,D 、D 反向截止,流经R 的电流总是从上向下的脉动直流电,它与全波整流波形相像;所不同的是,全波整流时,二极管截止时承担反向电压的最大值为22 U,而桥式整流二极管截止时,每一个承担最大反向电压为2 U;542、滤波沟通电经整流后成为脉动直流电,其电流强度大小仍随时间变化;为了使脉动电流为比较平稳的直流,需将其中脉动成份滤去,这
33、一过程称为滤波;滤波电路常见的是电容滤波、电感滤波和型滤波;R 两端;由于脉动直流可看作是稳恒图 5-4-6为电容滤波电路,电解电容C 并联在负载直流和几个沟通电成份叠加而成,因而电容器的隔直流通沟通的性质能让脉动直流中的大部分分沟通中的大部分流成份通过电容器而滤去;使得 R上获得比较平稳的直流电,如图 5-4-7所示;电感线圈具有通直流阻沟通的作用,也可以作为滤波元件,如图 5-4-8 所示电路中L 与 R串联,电压沟通成份的大部分降在电感线圈上,而L 的电阻很小,电压的直流成份就大部分降在负载电阻上,因此R上电压、电流都平稳就多,图5-4-9 所示;5-4-9 所示;把电容和电感组合起来,
34、就可以组成滤波成效更好的 型滤波器,如图 5、5 例题1、氖灯接入频率 f 50 Hz、电压为 120V 的沟通电路中共 10 分钟,如氖灯点燃和熄灭电压 u 0 120 V,试求氖灯的发光时间;分析 : 氖灯发光时电压应为瞬时值,而接入沟通电电压发光,须使沟通电电压瞬时值 u u ;解: 氖灯管两端电压瞬时值为u U m sin 2 f t120V 是为有效值;所以要使氖灯名师归纳总结 其中uUm2 U1202 V,由于沟通电周期性特点,如图5-4-10所示,在半个周第 13 页,共 32 页期内氖灯发光时间,就有:t2t 1灯点熄和熄灭时刻uu0120 V,有u 0Umsin2T120=1
35、202sin2T- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - sin2t2T2T就在 02时间内,有R A5 分钟;,R C27 5.,t 1T,t23T88t2t 1T4在一个周期T内,氖灯发光时间02,V0T2所以在 10 分钟时间内,氖灯发光时间应占通电时间的一半为2、三相沟通电的相电压为220V,负载是不对称的纯电阻,R B22连接如图 5-4-11 所示,试求:(1)中线电流;(2)线电压;2分析 :有中线时,三相沟通三个相变电压的相位彼此差3,振幅相同,因负载为纯电2阻,三个线电流的相位也应彼此相差3,因负载不对称,三个线电流振幅不同,但始终有i 0i
36、AiBic;UAOUBOUCO220 V,彼此相差为2,表达式解: (1)有中线时,三个相电压3为uAO2202sintVuCOuBO2202sint2V3uCO2202sint4V3三个线电流Ai、Bi、ci为:iAuAO,iBuBO,icR AR BR C就有名师归纳总结 i A102sintA2A第 14 页,共 32 页iB102sint3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - iC82sint4A3中线电流i 0iAiBiC得:42 V,有效值为380V,i0102sint102sint282sint332sint23cost38022sint3A
37、所以中线电流I02A;( 2)线电压uAB、u BC、uCA应振幅相等,最大值皆为2彼此相差为3;i1100i,3、如图 5-4-12 所示的电路中,三个沟通电表的示数都相同,电阻器的阻值都是求电感线圈L 和电容 C的大小;i23分析 :A 、A 、A 表读数为电流的有效值, 而通过电表的瞬时电流应满意:借助于电流旋转矢量关系可求解:解 :由电流关系有I1I2I3i 1i2i3又三个电表读数相等,由( 1)推知,对应电流旋转矢量关系是I1I2I2且I a2I,I L3I2 ,由此Ci超前于Li,且由电路结构可知,Ci超前Uab,Li滞后于Uab且相位差都小于超前量,留意ICIL1I,所以合矢量为I232I1cos2,23,23又:I2Z2I3Z3(并联关系)Z2Z3X2R2X2R2aL所以有L1,C1LC2电流与端电压间相位差有名师归纳总结 23tggX