《电工电子技术与技能》第八讲 单相正弦交流电（课件）浙江省（单独招生考试）

开课老师 时间 单相正弦交流电 复习课 考纲解读 01 掌握正弦交流电的三要素、最大值与有效值的关系、相位与相位差的关系，掌握感抗、容抗及无功功率的概念与计算方法。 考纲解读 一、正弦交流电的基本概念 1.正弦交流电的概念:大小和方向随时间按正弦规律变化的交流电,称为正弦交流电,即我们平时所说的单相交流电,简称交流电,其文字符号用字母“AC”表示,图形符号用“~”表示。 2.常用正弦交流电的表示形式如下： e＝Emsin(ωt＋φe) V u＝Umsin(ωt＋φu) V i＝Imsin(ωt＋φi) A 单相正弦交流电 一、正弦交流电的基本概念 2.常用正弦交流电的表示形式如下： 单相正弦交流电 其中: ①瞬时值(方框1)即交流电任意时刻的值。 ②最大值(方框2)又称振幅、幅值或峰值,即交流电在一个周期内波形所能达到的最大值。 ③角频率(方框3)即交流电每秒钟变化的电角度,单位为rad/s。 ④初相位(方框4)简称初相,即交流电的初始相位。 ⑤相位(方框5)与时间有关,取值由时间决定。t=0时的相位就是初相位。 函数表达式中的最大值、角频率、初相位称为正弦交流电的三要素。 一、正弦交流电的基本概念 3.周期、频率和角频率的区别与联系： 单相正弦交流电 物理量 概念 表示方法 单位 联系 周期 正弦交流电完成一次周期性变化所需要的时间 T s T= ω==2πf 频率 正弦交流电在单位时间内完成周期性变化的次数 f Hz 角频率 正弦交流电在单位时间内变化的弧度数 ω rad/s 一、正弦交流电的基本概念 单相正弦交流电 4.最大值和有效值。 交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。让一个交流电和一个直流电分别通过阻值相同的电阻,如果在相同时间内产生的热量相等,那么就把这一直流电的数值叫作这一交流电的有效值。 注:在没有特殊说明的情况下,交流电的数值都表示有效值,比如电气铭牌和交流仪表的读数值都表示有效值。 5.初相位:时间t=0时的相位,规定:-π≤φ0≤π。 二、正弦交流电的表示方法 单相正弦交流电 物理量 电动势 电压 电流 解析式 e=Emsin(ωt+φ0) u=Umsin(ωt+φ0) i=Imsin(ωt+φ0) 波形图       旋转 矢量图       三、相位差 单相正弦交流电 (1)定义:两个同频率的正弦交流量的相位之差。用符号Δφ表示, Δφ=(ωt+φ01)-(ωt+φ02)=φ01-φ02, 所以相位差就是初相位之差。 (2)相位差的范围:|Δφ|≤π。 (3)相位的关系:超前、滞后、正交、同相、反相。 三、相位差 单相正弦交流电 (1)定义:两个同频率的正弦交流量的相位之差。用符号Δφ表示, Δφ=(ωt+φ01)-(ωt+φ02)=φ01-φ02, 所以相位差就是初相位之差。 (2)相位差的范围:|Δφ|≤π。 (3)相位的关系:超前、滞后、正交、同相、反相。 单相正弦交流电 三、相位差 单相正弦交流电 四、正弦交流电的求和计算 方法:旋转矢量运算,运用平行四边形法则,已知与相加,则可以用平行四边形法则来进行作图运算,方法是分别作两条平行线,连接原点与两平行线的交点,即为两个矢量的和。如图所示。 旋转矢量的平行四边形法则运算 电路 定义 电压与电流的关系 功率 数量关系 相位关系 有功功率 纯电阻 电路 只有纯电阻元件组成 的交流电路 I=   P=UR I=I2 R= 单相正弦交流电 1.纯电阻电路的特点 纯电阻电路的特点 纯电阻电路的有效值、最大值、瞬时值均符合欧姆定律。 五、单一元器件电路 学舟领航 直击职教高考：三阶三学核心突破.电子电工类一轮复习指导 单相正弦交流电 五、单一元器件电路 2.纯电感电路的特点 纯电感电路的特点 纯电感电路的有效值、最大值符合欧姆定律，瞬时值不符合欧姆定律。 电路 定义 感抗及特性 电压与电流的关系 功率 数量关系 相位关系 有功功率 无功功率 纯电感 电路 由忽略线圈内阻和分布电容的电感元件组成的交流电路 XL=ωL=2πfL; 通直流、阻交流; 通低频、阻高频 I=   P =0 Q=ULI =I2XL = 单相正弦交流电 五、单一元器件电路 2.纯电容电路的特点 纯电容电路的特点 纯电容电路的有效值、最大值符合欧姆定律，瞬时值不符合欧姆定律。 电路 定义 容抗及特性 电压与电流的关系 功率 数量关系 相位关系 有功功率 无功功率 纯电容 电路 由忽略电感和电阻的电容元件组成的交流电路 XC==; 隔直流、通交流; 通高频、阻低频 I=   P =0 Q=UCI =I2XC = 历年真题梳理 02 历年考点梳理 考核内容 知识点 近三年题号分布 分值 题型 2022 2023 2024 2022 2023 2024 单相正弦交流电路 单相正弦交流电路的基础知识及纯电阻、纯电感和纯电容电路 7 — 25 2 — 2 单项选择题 填空题 历年考点梳理 2022 2023 2024 考点：考查纯电容电路的分析与计算。 思路：已知条件求解电流的瞬时值表达式，其关键是判断电流的初相位 若正弦交流电压u＝300sin(100πt) V，加在容抗XC＝100 Ω的电容器上，则电流的瞬时值表达式为(　　) A．i＝1.5sin(100πt－ ) A B．i＝3sin(100πt＋ ) A C．i＝3sin(100πt－ ) A D．i＝sin(100πt－ ) A 历年考点梳理 2022 2023 2024 某电源为ui＝220sin(100t) V的交流电路，已接有容抗为100 Ω的电容。若希望总容抗为50 Ω，则应在该电容两端并联________μF的电容才能达到要求 。 考点：纯电容电路中容抗的计算 思路：先求出总电容C和C1，因C1和C2并联，故C＝C1＋C2，即可求出C2 100 Boss级隐藏题库 03 关卡1、已知正弦交流电流的频率f=50 Hz,当t=1 s时,i=1 A,初相位为30°,则该交流电流的有效值为 (　　) A.0.5 A B.1.414 A C.1 A D.2 A  Boss级隐形题库 解题思路：正弦交流电的瞬时表达式 答案：B 关卡2、一个电热器接在220 V的直流电源上,产生一定的热功率,若把它接到交流电源上,使产生的热功率与接在直流电源上时相等,则交流电压的最大值是(　　) A.220 V B.220 V C.110 V D.110 V   Boss级隐形题库 解题思路：单相交流电有效值的定义 答案：B 关卡3、某线圈的电感量为100 mH,当频率为50 Hz时,电压与电流的相位差为90°,当频率变为500 Hz时,电压与电流的相位差为 (　　) A.0° B.90° C.180° D.-90° Boss级隐形题库 解题思路：纯电感电路电压与电流的相位关系 答案：B 关卡4、某电容器的电容量为200 μF,当频率为50 Hz时,电压与电流的相位差为-90°,当频率变为500 Hz时,电压与电流的相位差为(　　) A.0° B.90° C.180° D.-90° Boss级隐形题库 解题思路：纯电容电路电压与电流的相位关系 答案：D 关卡5、为衡量电感器或电容器在交流电路中的能量转化本领,把单位时间内的能量转换最大值称为(　　) A.最大值 B.有功功率 C.平均功率 D.无功功率 Boss级隐形题库 解题思路：无功功率的概念 答案：D 备考建议 04 备考建议 做卷模拟计时，适当紧张感带入，控制做卷时长，保持节奏、注重规范 列出各考点疑问清单，有计划有目地的学习 “保温”的基础上，加强对知识盲区的攻克。刷基础、刷错题 回归教材,理清框架，查漏补缺 多看教材+多做试题+多思考 这个题目还能怎么改？ 这个知识点还可能出什么题？ 这个知识点在以往试题中，都出现了那些类型？ 不建议挑战难题、怪题、超纲题 $$