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1、电工技术单相正弦交流电路本讲稿第一页，共三十九页 第第2 2章章 单相正弦交流电路单相正弦交流电路2.2 2.2 正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法2.3 2.3 单一参数的交流电路单一参数的交流电路2.4 2.4 RLC串联电路串联电路2.5 2.5 阻抗的串、并联电路阻抗的串、并联电路2.6 2.6 交流电路中的功率交流电路中的功率2.7 2.7 功率因数功率因数2.1 2.1 正弦交流电路的基本概念正弦交流电路的基本概念2.8 2.8 电路的谐振电路的谐振本讲稿第二页，共三十九页本章教学要求本章教学要求第第2 2章章 单相正弦交流电路单相正弦交流电路1.熟练掌握正弦电路的基本概念及向量
2、表示法熟练掌握正弦电路的基本概念及向量表示法；2.熟练掌握单一参数正弦电路的分析方法熟练掌握单一参数正弦电路的分析方法；3.理解复数阻抗的概念，掌握阻抗的串并联理解复数阻抗的概念，掌握阻抗的串并联；4.掌握掌握RLC电路的向量分析法电路的向量分析法；5.掌握谐振电路的分析及特点掌握谐振电路的分析及特点；6.学会计算正弦电路的功率，掌握提高功率因数的方学会计算正弦电路的功率，掌握提高功率因数的方法。法。本讲稿第三页，共三十九页本次课教学要求本次课教学要求1、熟练掌握单一参数正弦电路的分析方法熟练掌握单一参数正弦电路的分析方法；2、掌握掌握RLC电路的相量分析法电路的相量分析法。重点重点正弦电路的
3、相量分析法正弦电路的相量分析法。难点难点 容抗和感抗及其复数形式。容抗和感抗及其复数形式。本讲稿第四页，共三十九页一、电阻电路一、电阻电路一、电阻电路一、电阻电路1.电压与电流的关系电压与电流的关系电压与电流的关系电压与电流的关系2.3 2.3 单一参数的单一参数的正弦交流电路正弦交流电路设设大小关系：大小关系：大小关系：大小关系：相位关系相位关系相位关系相位关系 ：u u、i 相位相同相位相同相位相同相位相同根据欧姆定律根据欧姆定律:频率相同频率相同相位差相位差 ：相量图相量图Ru+_相量式：相量式：本讲稿第五页，共三十九页2.功率关系功率关系(1)瞬时功率瞬时功率 p：瞬时电压与瞬时电流的
4、乘积瞬时电压与瞬时电流的乘积小写小写小写小写结论结论:（耗能元件）（耗能元件）,且随时间变化。且随时间变化。pituOtpOiu本讲稿第六页，共三十九页瞬时功率在一个周期内的平均值瞬时功率在一个周期内的平均值瞬时功率在一个周期内的平均值瞬时功率在一个周期内的平均值 大写大写大写大写(2)(2)平均功率平均功率平均功率平均功率(有功功率有功功率有功功率有功功率)P单位单位:瓦（瓦（W）PRu+_pptO注意：通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。注意：通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。注意：通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。注意：通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。本讲稿第七页，共三十
5、九页2.3 2.3 单一参数的单一参数的正弦交流电路正弦交流电路二、电感电路二、电感电路1.1.电压与电流的关系电压与电流的关系电压与电流的关系电压与电流的关系 基本基本关系式：关系式：频率相同频率相同频率相同频率相同 U=I L 电压超前电流电压超前电流电压超前电流电压超前电流9090 相位差相位差设：设：+-eL+-Lutu iiO本讲稿第八页，共三十九页或或则则:感抗感抗感抗感抗()()()()电感电感L具有通直阻交的作用具有通直阻交的作用可构成可构成“扼流圈扼流圈”。直流：直流：f=0,XL=0，电感，电感L视为视为短路短路定义：定义：有效值有效值:交流：交流：fXL本讲稿第九页，共三
6、十九页感抗感抗X XL L是频率的函数是频率的函数是频率的函数是频率的函数相量表达式相量表达式相量表达式相量表达式电感电路复数形式的欧姆定律电感电路复数形式的欧姆定律电感电路复数形式的欧姆定律电感电路复数形式的欧姆定律相量图相量图超前超前根据：根据：则：则：O本讲稿第十页，共三十九页2.2.功率关系功率关系(1)瞬时功率瞬时功率(2)(2)平均功率平均功率平均功率平均功率 L L是非耗是非耗是非耗是非耗能元件能元件能元件能元件本讲稿第十一页，共三十九页储能储能储能储能p 0分析：分析：瞬时功率瞬时功率 ：ui+-ui+-ui+-ui+-+p 0p 0充电充电充电充电p 0充电充电充电充电p X
7、C 时时，0，u 超前超前 i 呈呈感性感性当当 XL XC 时时，0 感性感性)XL XC参考相量参考相量参考相量参考相量由电压三角形可得由电压三角形可得:电压电压电压电压三角形三角形三角形三角形(0 容性容性)XL XCRjXL-jXC+_+_+_+_本讲稿第二十八页，共三十九页电压三角形和阻抗三角形电压三角形和阻抗三角形由相量图可求得由相量图可求得:由阻抗三角形：由阻抗三角形：电压电压电压电压三角形三角形三角形三角形阻抗阻抗阻抗阻抗三角形三角形三角形三角形注意：阻抗三角形是标量三角形注意：阻抗三角形是标量三角形本讲稿第二十九页，共三十九页例例1：已知已知:求求:(1)电流的有效值电流的有
8、效值I与瞬时值与瞬时值 i;(2)各部分电压的有效各部分电压的有效值与瞬时值；值与瞬时值；(3)作相量图。作相量图。在在RLC串联交流电路中，串联交流电路中，解：解：本讲稿第三十页，共三十九页(1)(2)方法方法方法方法1 1：本讲稿第三十一页，共三十九页方法方法方法方法1 1：通过计算可看出：通过计算可看出：而是而是(3)相量图相量图本讲稿第三十二页，共三十九页方法方法2：复数运算：复数运算向量法向量法解：解：本讲稿第三十三页，共三十九页例例例例2 2：已知已知:在在RC串联交流电路中，串联交流电路中，解：解：输入电压输入电压(1)求输出电压求输出电压U2，并讨论输入和输出电压之间，并讨论输
9、入和输出电压之间的大小和相位关系的大小和相位关系(2)当将电容当将电容C改为改为 时时,求求(1)中各项；中各项；(3)当将频率改为当将频率改为4000Hz时时,再求再求(1)中各项。中各项。RC+_+_方法方法1：(1)本讲稿第三十四页，共三十九页大小和相位关系大小和相位关系比比 超前超前方法方法方法方法2 2：复数运算：复数运算：复数运算：复数运算解：设解：设本讲稿第三十五页，共三十九页方法方法方法方法3：相量图：相量图解：设解：设本讲稿第三十六页，共三十九页（3）大小和相位关系大小和相位关系比比 超前超前从本例中可了解两个实际问题：从本例中可了解两个实际问题：从本例中可了解两个实际问题：从本例中可了解两个实际问题：(1)串联电容串联电容C可起到隔直通交的作用可起到隔直通交的作用(只要选择只要选择合适的合适的C，使，使 )(2)RC串联电路也是一种移相电路，串联电路也是一种移相电路，串联电路也是一种移相电路，串联电路也是一种移相电路，改变改变改变改变C C、R R或或或或 f f 都都都都可达到移相的目的可达到移相的目的可达到移相的目的可达到移相的目的。本讲稿第三十七页，共三十九页正误判断正误判断？在在RLC串联电路中，串联电路中，？设设本讲稿第三十八页，共三十九页课外作业课外作业 PP.7980 2-8，2-12END本讲稿第三十九页，共三十九页