专题五 正弦交流电的基本知识及单相交流电路（课件）-河北省职教高考《汽车电工电子基础》（高教版）专题复习讲练测

专题五 正弦交流电的基本知识及单相交流电路 《汽车电工电子基础》（高教版） 专题复习讲练测 1 目录 考纲解读 1 知识点梳理 2 考题讲解 3 课内练习 4 归纳小结 5 2 常见考点： 交流电概述：交流电的产生、特点、优点与应用。 正弦交流电的三要素：振幅、频率、初相位。 相位差：定义、计算、相量表示法。 有效值：定义、计算。 正弦交流电的相量表示法：复数形式、极坐标形式。 纯电阻、纯电感、纯电容电路：特性、阻抗、相位关系。 电阻、电感和电容器串联电路：总阻抗计算、电流、电压关系。 功率因数：定义、计算、提高方法。 一.考纲解读 3 一.考纲解读 01 1.了解交流电的基本概念和特点。 02 2.理解正弦交流电的三要素及相量表示法。 03 3.掌握纯电阻、纯电感、纯电容电路的特性。 4 易考题型： 选择题：针对基本概念、定义、计算方法。 计算题：要求学生根据电路图或具体情境计算电压、电流、阻抗等数值。 解答题：要求学生解释概念、分析电路特性或提出解决问题的方法。 一.考纲解读 5 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 6 知识点梳理： 一、正弦交流电的三要素 正弦交流电(简称为交流电),是指随时间按正弦规律变化的交流电,统称为正弦量。通常将某一瞬间交流电的值叫做交流电的瞬时值,可用解析式或波形图来表示。以电流i为例,正弦量的一般解析式(即瞬时值表达式)为 波形如图3-3(设φ>0)所示。当然,正弦量的解析式和 波形图都是对应于已经选定的参考方向而言的。 式(3-1)中,只要知道Im、ω、φ三个值,便可以将这个 正弦电流描述出来,因此将这三个值称为正弦交流电 的三要素。下面分别解释这三个值的意义。 二.知识点梳理和重点概念复习 7 知识点梳理： 1.最大值 最大值是用来表示正弦交流电瞬时值变化范围的物理量,又叫振幅或峰值。用大写字母带下标 m 表示,如 Um、Im、Em 等。最大值是一个正数。 2.角频率 用来表示正弦交流电变化快慢的物理量有频率、周期和角频率。 (1)频率:交流电每秒钟变化的次数,用字母f表示,单位是Hz(赫[兹])。实际应用中还有kHz(千赫)MHz(兆赫)等。 我国和世界上大多数国家的电力工业的标准频率(通常简称为工频)都是50Hz,也有少数国家(如美国和日本)的工频采用60Hz。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： (2)周期:交流电变化一周所用的时间,用字母T表示,单位是s(秒)。频率与周期是倒数关系,即 (3)角频率:交流电每秒钟变化的电角度,用字母ω表示,单位是rad/s(弧度/秒)。由于交流电每变化一周所经过的电角度为2-rad,所以角频率和频率之间有如下关系式: 3.初相角 在正弦交流电的解析式中,角度(wt+)叫相位角,简称相位,是决定正弦交流电在某一时刻所处状态的物理量;而初相角是指正弦交流电在计时起点=0时的相位角值,也就是角度φ。相位角和初相角的范围都是(-π,+π],它有以下三种情况: 二.知识点梳理和重点概念复习 9 知识点梳理： (1)当φ>0时,表明正弦量在t=0时的值为正数,其波形图的零点在坐标原点左侧,与纵轴相差的电角度为φ,如图3-4a所示。 (2)当φ<0时,表明正弦量在t=0时的值为负数,其波形图的零点在坐标原点右侧,与纵轴相差的电角度为φ,如图3-4b所示。 (3)当φ=0时,表明正弦量在t=0时的值为零,其波形图的零点与坐 标原点重合,如图3-4c 所示。 综上所述,最大值、角频率和初相角各自反映了正弦交流电一个 方面的特征,通过这三个量可以完整地表达一个正弦交流电,即可以画出它的波形图或写出它的瞬时表达式,所以称它们为正弦交流电的三要素。 二.知识点梳理和重点概念复习 10 知识点梳理： 二、正弦交流电的相量表示法 正弦交流电一般有三种表示方法:解析法、曲线法和相量表示法。解析法和曲线法在前面介绍正弦交流电基本概念的过程中都已用到。解析法是用三角函数式表示正弦交流电与时间的变化关系的方法,即瞬时值表达式。曲线法又称波形图法,是在平面直角坐标系中 作出正弦交流电与时间的变化关系曲线来表示交流电的方法。这两种方 法在分析和计算交流电路时比较麻烦,为此引人相量表示法。 二.知识点梳理和重点概念复习 11 知识点梳理： 相量表示法又称矢量图示法,是用旋转矢量表示正弦量的方法,如图3-7所示为正弦交流电流的相量表示。图中矢量的长度表示正弦量的最大值,称为电流的相量表示。图中矢量的长度表示正弦量的最大值,称为最大值相量,用!表示(也可表示正弦量的有效值,称为有效值相量,用表示);矢量与横坐标的夹角表示初相角,当p>0时,矢量在横坐标的上方,当φ<0时,矢