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1、3.1 大小和方向随时间而变大小和方向随时间而变正弦波电压波形正弦波电压波形，家庭、，家庭、工厂等地用这种波形工厂等地用这种波形锯齿波电压锯齿波电压，电视接，电视接收机、显像管的偏转收机、显像管的偏转电流利用这种波形电流利用这种波形方波电压方波电压，计算机中，计算机中的信号利用这种波形的信号利用这种波形第1页/共32页 使导体在永久磁铁磁极间作旋转运动时，导使导体在永久磁铁磁极间作旋转运动时，导体切割磁力线感生出电动势。体切割磁力线感生出电动势。导体不切割磁力线时，导体中电动势为零。导体不切割磁力线时，导体中电动势为零。电动势的方向根据磁极的极性和导体的旋转电动势的方向根据磁极的极性和导体的旋
2、转(a)(b)正弦波交流的瞬时值正弦波交流的瞬时值第2页/共32页方向而定，方向而定，图图(b)示出了产生电动势的状态，示出了产生电动势的状态，随着导体的旋转，电压按正弦波波形变化。随着导体的旋转，电压按正弦波波形变化。某时刻电压的大小称为瞬时值。电压的函某时刻电压的大小称为瞬时值。电压的函数表达式为：数表达式为：U(t)=Umsint，Um为最大值。为最大值。日本家庭用电源为日本家庭用电源为141.4V，我国家庭用电，我国家庭用电源为源为220V（有效值（有效值)。交流量每秒钟完成循环的次数叫做频率交流量每秒钟完成循环的次数叫做频率(frequency)，用，用表示。频率的单位为赫兹，表示。
3、频率的单位为赫兹，简称赫，用符号简称赫，用符号z表示。交流量表示。交流量1s内完成内完成1个个循环，其频率为循环，其频率为1z。家庭用的电源频率。家庭用的电源频率日本日本为为50或或60z，我国是，我国是50z。第3页/共32页 电压振荡一个循环所需的时间称为电压振荡一个循环所需的时间称为周期周期，用用T来表示。频率来表示。频率和周期和周期T之间存在下列的关之间存在下列的关系式：系式：=1/T=1/T。人能听到的声音频率是人能听到的声音频率是2020Kz，AM中波无线电波为中波无线电波为5351605Kz，VHF电视频电视频道为道为90222Mz。循环一周的角度用度表示为循环一周的角度用度表示
4、为360 360，若，若用弧度表示为用弧度表示为2 2p p，在，在1S1S内完成内完成 周用弧度表周用弧度表示为示为2 2 p p ，这称为角速度或角频率，用，这称为角速度或角频率，用 w w来来表示。表示。第4页/共32页 正弦交流的相位和相位差正弦交流的相位和相位差 发电机导体旋转开始时的位置如下图发电机导体旋转开始时的位置如下图(a)所所示，处于某角度示，处于某角度1 或或2时，导体中感应的电压如时，导体中感应的电压如图所示。两种情况的电压瞬时值为：图所示。两种情况的电压瞬时值为：(a)发电机发电机 (b)有初相位的正弦波交流有初相位的正弦波交流第5页/共32页 以以U1Umsin(t
5、q q1)与与U2Umsin(t q q 2)q q1、q q2为为相位角相位角，相位差相位差 为：为：q q12(t q q1)(t q q2)q q1 q q2 (规定其绝对值不超过规定其绝对值不超过180o)q q120 这两个正弦量为这两个正弦量为同相同相；q q12 这两个正弦量为这两个正弦量为反相反相；q q129090o o 这两个正弦量为这两个正弦量为正交正交；q q12 0 0 U1超前超前U2 ；q q12 0 启辉器发亮电压启辉器发亮电压135V)双金属片接通双金属片接通 灯丝预热，并发射电子灯丝预热，并发射电子(使管内氩气分子游离，水银蒸发使管内氩气分子游离，水银蒸发)
6、接通接通后辉光放电后辉光放电 减弱减弱冷却作用使双金属片冷却作用使双金属片断开断开电路断开电路断开镇流器产生瞬时高电压镇流器产生瞬时高电压与与220V电压相串后加于灯管两端电压相串后加于灯管两端水银蒸水银蒸发，发生弧光放电，并被荧光粉吸收后转发，发生弧光放电，并被荧光粉吸收后转化成类似于日光的可见光，灯管点燃。化成类似于日光的可见光，灯管点燃。第25页/共32页3.4三相交流三相交流三相交流的产生三相交流的产生三相交流的瞬时值三相交流的瞬时值第26页/共32页三相交流电源的各相表达式及相位关系：三相交流电源的各相表达式及相位关系：U UA AU Um msint U UB BU Um msin
7、(t120)U UC CU Um msin(t 240)第27页/共32页 起动器中的电容有何作用起动器中的电容有何作用?日常照明的日光灯主要是由灯管、镇流器和日常照明的日光灯主要是由灯管、镇流器和起动器以及导线、支架等组成的。但拆开起辉器，起动器以及导线、支架等组成的。但拆开起辉器，可看到里面还有一个小电容跟它并联着。该小电可看到里面还有一个小电容跟它并联着。该小电容在点亮日光灯的过程中是根本不起作用的。其容在点亮日光灯的过程中是根本不起作用的。其有何用途呢有何用途呢?这得从交流电的功率说起。这得从交流电的功率说起。通常的交流电路中不但有电阻，还有电感通常的交流电路中不但有电阻，还有电感和电
8、容。电感有使电流比电压落后的作用，而电和电容。电感有使电流比电压落后的作用，而电容有使电流比电压超前的作用。由于电感和电容容有使电流比电压超前的作用。由于电感和电容对交流电相位的影响，交流电在电功率问题上也对交流电相位的影响，交流电在电功率问题上也交流电的功率表达式是交流电的功率表达式是P=UIcos，是电流和电压之间的相位差。是电流和电压之间的相位差。第28页/共32页 cos叫做功率因数，功率因数的大小，决定叫做功率因数，功率因数的大小，决定于电路的性质。于电路的性质。在白炽灯，电炉等纯电阻电路中，电流和在白炽灯，电炉等纯电阻电路中，电流和电压同相，电压同相，=0,cos=1，P=UI；在
9、电动机、日光灯的电路中，不仅有电阻，在电动机、日光灯的电路中，不仅有电阻，还有电感，电流和电压不是同相，还有电感，电流和电压不是同相，0,cos1，P UI。发电机或变压器都有一定的额定电流和额发电机或变压器都有一定的额定电流和额定电压。在正常情况下，电流和电压都不允许定电压。在正常情况下，电流和电压都不允许超过额定值，否则发电机和变压器就会损坏或超过额定值，否则发电机和变压器就会损坏或缩短使用寿命。缩短使用寿命。第29页/共32页 由公式由公式P=UIcos知道，如果知道，如果cos很少，即很少，即使电流和电压都已达到额定值，有功功率还是使电流和电压都已达到额定值，有功功率还是很小，供电设备
10、的利用率就很低。很小，供电设备的利用率就很低。为充分利用供电设备的容量，须提高电路为充分利用供电设备的容量，须提高电路的功率因数。如何来提高电路的功率因数呢的功率因数。如何来提高电路的功率因数呢?可可以在电路中加接适当的电容器。以在电路中加接适当的电容器。如果每盏日光灯都加接上电容器，就可以如果每盏日光灯都加接上电容器，就可以提高整个电路的功率因数。从而提高供电设备提高整个电路的功率因数。从而提高供电设备的利用率。的利用率。第30页/共32页 我国规定，工厂用电的功率因数不得低于我国规定，工厂用电的功率因数不得低于0.85(即即不大于不大于32)。在变电所或工厂的配电室。在变电所或工厂的配电室里常装有电容器，并联在电路中，就是为了提高里常装有电容器，并联在电路中，就是为了提高电路的功率因数。日光灯电路中的电容电路的功率因数。日光灯电路中的电容(在起动在起动器中器中)显然也是为了提高电路的功率因数而设计显然也是为了提高电路的功率因数而设计并制造进去的，并无其它作用。并制造进去的，并无其它作用。第31页/共32页感谢观看！感谢观看！第32页/共32页