第4章　单相正弦交流电路(课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（机械工业版）

第4章　单相正弦交流电路 实训室认识 4.1 正弦交流电路 4.2 单一参数正弦交流电路 4.3 返回 RL串联电路 4.4 功率因数 4.5 1.交流电压表与电流表 4.1　实训室认识 第4章　单相正弦交流电路 返回 4.1.2　常用电工仪表及测电笔使用　 2.兆欧表 4.1　实训室认识 第4章　单相正弦交流电路 4.1.2　常用电工仪表及测电笔使用　 3.钳形电流表 4.单相调压器 4.1　实训室认识 第4章　单相正弦交流电路 4.1.2　常用电工仪表及测电笔使用　 5.电能表 6.试电笔 4.1　实训室认识 第4章　单相正弦交流电路 4.1.2　常用电工仪表及测电笔使用　 4.2.1　正弦交流电的表示方法 4.2　正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路 返回 大小、方向都随时间周期变化的电动势、电压和电流总称为交流电。 1.正弦交流电的瞬时值表示 交流电流、电压的瞬时值大小一般用小写字母i、u表示。 如图4-12所示为正弦交流电流波形，电流瞬时值表达式为 i=Imsin(ωt+φi) 4.2.1　正弦交流电的表示方法 4.2　正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路 1）幅值和有效值 幅值是交流电在某一瞬间的最大值，表示交流电的强度，用带下标的小写字母m表示。 有效值是根据交流电流与直流电流热效应相等的原则规定的，即交流电流的有效值是热效应与它相等的直流电流的数值。有效值用大写字母I、U等表示。 幅值与有效值的关系为 4.2.1　正弦交流电的表示方法 4.2　正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路 2）频率和周期 交流电每秒内变化的次数称为频率，用f表示，单位是赫兹（Hz）。 交流电变化一次所需要的时间称为周期，用T表示，单位是秒（s）。 频率与周期的关系为 正弦量随时间变化的快慢还可以用角频率ω（rad/s）来表示，角频率ω指的是正弦量在1 s时间内变化的角度，即 4.2.1　正弦交流电的表示方法 4.2　正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路 3）相位和初相 ωt+φi称为交流电的相位。它表示交流电随时间变化的进程。 当t=0时，此时的相位为φi。φi称为交流电的初相，它表示计时开始时交流电所处的状态。 4.2.1　正弦交流电的表示方法 4.2　正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路 4）相位差 在正弦交流电中，有时要比较两个同频率正弦量的相位。同频率的正弦量的相位之差称为相位差，通常用φ表示。 两个同频率的正弦量的相位差等于它们的初相之差。 i1与i2的相位差为 φ=(ωt+φ1)－(ωt+φ2)=φ1－φ2 相位差的取值范围为 -π≤φ≤π 4.2　正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路 4.2.2　正弦交流电的表示法　 正弦交流电常用3种表示方法：解析式表示法、波形表示法和相量表示法。 1.解析式表示法 用正弦函数式表示随时间变化的关系的表示方法称为解析式表示法。正弦交流电的电流、电压和电动势的解析式分别为 练一练 已知一个正弦交流电路中的电压的有效值为220 V，工作在50 Hz的频率下，初相位为50°，试写出正弦交流电压的表达式。 4.2　正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路 4.2.2　正弦交流电的表示法　 2.波形表示法 正弦交流电可以用与解析式相对应的波形表示，横坐标表示时间或者电角度，纵坐标表示交流电的瞬时值，从波形图中可以直观地反映出正弦交流电的最大值、周期和初相。下图所示为正弦交流电的波形表示法表示的图形。 正弦交流电波形表示法表示的图形 4.2　正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路 4.2.2　正弦交流电的表示法　 3.相量表示法 相量的本质是复数，用相量表示正弦量的基础就是用复数表示正弦量。设有一正弦电流量i=Imsin(ωt+φi)，这个正弦电流量可以用直角坐标平面上的一个旋转矢量表示。为了与一般的复数有所区别，规定正弦量相量用上方加“·”的大写字母来表示。例如，正弦电流i=Imsin (ωt+φ)，其相量形式可写成 日常生活中所用的白炽灯、电饭锅和热水器等在交流电路中都可以看成是纯电阻元件，其交流电路如下图所示。 4.3　单一参数正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路 返回 纯电阻元件的交流电路波形图 4.3.1　纯电阻交流电路　 4.3.1　纯电阻交流电路 4.3　单一参数正弦交流电路 第4章　单相正弦交流电路