资源描述
第三章第三章 正弦交流电路正弦交流电路架空电力线架空电力线架空电力线架空电力线架空电力线架空电力线架空电力线架空电力线架空电力线架空电力线导入新课导入新课实际上，在工农业生产和日常生活中用的最多的是交流实际上，在工农业生产和日常生活中用的最多的是交流电。即使在一些需要直流电的地方，也是把交流电经过电。即使在一些需要直流电的地方，也是把交流电经过整流之后变成的直流电。整流之后变成的直流电。上一章我们介绍的是直上一章我们介绍的是直流电路。（基本概念、流电路。（基本概念、基本分析方法）基本分析方法）电压、电流的大小和方向是电压、电流的大小和方向是不随时间而变化的叫直流电。不随时间而变化的叫直流电。交流电的有关知识是交流电的有关知识是学习学习交流电机、变压器、电子技术的重要交流电机、变压器、电子技术的重要基础基础 。在研究交流电路时在研究交流电路时既要用到直流电路的既要用到直流电路的许多概念和规律，许多概念和规律，比如比如欧姆欧姆定律、定律、基尔霍夫定律、节点电流、叠加定理、戴维南定理，基尔霍夫定律、节点电流、叠加定理、戴维南定理，又要学习交又要学习交流电独有的特点和规律。流电独有的特点和规律。下面看本章主要内容。下面看本章主要内容。之所以得到广泛的应用，因为之所以得到广泛的应用，因为1 1、损耗小；、损耗小；2 2、交流电机。、交流电机。因此本章将主要讲解交流电的相关内容。因此本章将主要讲解交流电的相关内容。学习内容学习内容正弦交流电的概念和表示方法正弦交流电的概念和表示方法（重点）（重点）1 1正弦交流电路的分析与计算正弦交流电路的分析与计算（重点）（重点）2 2正弦交流电路的谐振现象正弦交流电路的谐振现象3 3第三章主要内容第三章主要内容三相交流电路三相交流电路（重点和难点）（重点和难点）4 4正弦交流电量正弦交流电量正弦交流电量正弦交流电量的特征的特征的特征的特征最大值最大值最大值最大值周期、频率和角频率周期、频率和角频率周期、频率和角频率周期、频率和角频率初相位初相位初相位初相位相量图相量图相量图相量图相量式相量式相量式相量式相位差相位差相位差相位差相相相相 位位位位正弦电量的正弦电量的正弦电量的正弦电量的有效值有效值有效值有效值正正正正弦弦弦弦电电电电量量量量的的的的相相相相量量量量表表表表示示示示法法法法及及及及互互互互相相相相转转转转换换换换（重点和难点）（重点和难点）（重点和难点）（重点和难点）正弦交流电量正弦交流电量正弦交流电量正弦交流电量的的的的三要素三要素三要素三要素（重点）（重点）（重点）（重点）相相相相位位位位和和和和相相相相位位位位差差差差和和和和运算法方法运算法方法运算法方法运算法方法第一节第一节 正弦交流电量的特征正弦交流电量的特征知知识识分分布布网网络络运算方法运算方法运算方法运算方法3.1 正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念图图5-2 几种交流电波形几种交流电波形 大小和方向随时间大小和方向随时间大小和方向随时间大小和方向随时间周期性变化周期性变化周期性变化周期性变化的的的的电动势、电压或电流电动势、电压或电流电动势、电压或电流电动势、电压或电流统称为统称为统称为统称为交流电交流电交流电交流电。如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。1.交流电交流电3.1.1 正弦交流电正弦交流电2.正弦交流电正弦交流电大小与方向随时间大小与方向随时间大小与方向随时间大小与方向随时间按正弦函数规律按正弦函数规律按正弦函数规律按正弦函数规律变化的电动势、变化的电动势、变化的电动势、变化的电动势、电压、电流电压、电流电压、电流电压、电流叫做正弦交流电叫做正弦交流电叫做正弦交流电叫做正弦交流电，有时也简称有时也简称正弦电正弦电正弦电正弦电量，或者量，或者量，或者量，或者交流电。交流电。e mE eTt4.正弦交流电量的参考方向正弦交流电量的参考方向由于由于正弦交流电量的大小和方向随时间作周期性正弦交流电量的大小和方向随时间作周期性变化，变化，因此在分析和计算交流电路之前因此在分析和计算交流电路之前，必须首，必须首先假设正弦交流电量的参考方向。先假设正弦交流电量的参考方向。e mE eTt在规定的参考方向下，在规定的参考方向下，参考方向与实际方向一致参考方向与实际方向一致 数值数值 0 参考方向与实际方向相反参考方向与实际方向相反 数值数值 0 3.1.2 正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素（重点）（重点）如何来描绘正弦交流电的特征呢？如何来描绘正弦交流电的特征呢？如何来描绘正弦交流电的特征呢？如何来描绘正弦交流电的特征呢？首先要确定交流电的主要参数，即交流电的最大值、周期、首先要确定交流电的主要参数，即交流电的最大值、周期、首先要确定交流电的主要参数，即交流电的最大值、周期、首先要确定交流电的主要参数，即交流电的最大值、周期、初相位，用它们来表示交流电初相位，用它们来表示交流电初相位，用它们来表示交流电初相位，用它们来表示交流电变化的幅度变化的幅度变化的幅度变化的幅度、变化的快慢变化的快慢变化的快慢变化的快慢、变化的起点变化的起点变化的起点变化的起点，这三个参数就称为，这三个参数就称为，这三个参数就称为，这三个参数就称为正弦交流电的正弦交流电的正弦交流电的正弦交流电的三要素三要素三要素三要素 。正弦量是周期函数正弦量是周期函数正弦量是周期函数正弦量是周期函数,每经过一定时间波形必将重复出现。每经过一定时间波形必将重复出现。每经过一定时间波形必将重复出现。每经过一定时间波形必将重复出现。将波形在每秒钟内重复出现的次数称为将波形在每秒钟内重复出现的次数称为将波形在每秒钟内重复出现的次数称为将波形在每秒钟内重复出现的次数称为频率频率频率频率f f f f,机场和飞机上采用机场和飞机上采用400Hz400Hz的电源的电源 如：如：f=50 HZ,T=0.02s,=314 rad/s正弦量在一秒钟内经过的弧度数为正弦量在一秒钟内经过的弧度数为角频率角频率角频率角频率 uRR+_U通入直流电，通入直流电，T时间内，时间内，电流热效应：电流热效应：通入正弦交流电，通入正弦交流电，T时时间内，电流热效应：间内，电流热效应：IiQ=I2 RT则有：则有：同理：同理：推导过程推导过程（了解）（了解）-省略省略 例例：已已知知一一正正弦弦交交流流电电压压u310sin314t V，试试求求最最大大值值 Um，有效值有效值 U和和t0.1s时的瞬时值。时的瞬时值。【例题讲解】某正弦电压的有效值某正弦电压的有效值U=220V，初相，初相 u=30；某正弦电；某正弦电流的有效值流的有效值I=10A，初相，初相 i=-60。它们的频率均为。它们的频率均为50Hz。试分别写出电压和电流的瞬时值表达式，画出它们的波形，。试分别写出电压和电流的瞬时值表达式，画出它们的波形，并求出并求出u和和i在在t=1/300s时的瞬时值。时的瞬时值。电压的最大值电压的最大值:电压的瞬时值表达式：电压的瞬时值表达式：电流的最大值：电流的最大值：角频率：角频率：Um=U=220=310V 电流的瞬时值表达式：电流的瞬时值表达式：解：解：2.1 正弦交流电基本概念正弦交流电基本概念【例题讲解】电压的瞬时值表达式：电压的瞬时值表达式：电流的瞬时值表达式：电流的瞬时值表达式：uit603011/6 7/3 ui310V14.14Au,i，的波形为：的波形为：所以，当t=1/300s时，2.1 正弦交流电基本概念正弦交流电基本概念1.f=50Hz U=220V u=90o写出该正弦电压的三角函数式写出该正弦电压的三角函数式2.i1=10 2 Sin(314t+60o)A i2=10Sin（314t-90o)A （1）I=5Sin（314t+30o）A 4 根据波形图写三角函数式根据波形图写三角函数式（2）u=USin（314t+60o）A3 判断正误判断正误（2）比较二者的相位关系）比较二者的相位关系（1）若用电流表测量）若用电流表测量i1及及i2，读数为多少，读数为多少?ti1i330o30o【练习与思考】2.1 正弦交流电基本概念正弦交流电基本概念例：已知例：已知求这两电压的相位差。求这两电压的相位差。解解：即即u1 比比u2 超前超前150，或，或u2比比u1滞后滞后150边学边练边学边练 已知已知:正弦电压的最大值正弦电压的最大值 Um=10V,频率频率 f=50Hz，初相初相u=-/3写出电压瞬时值表达式写出电压瞬时值表达式,画出波形图。画出波形图。解：解：【例题讲解】【练习与思考】1 1有一正弦交流电压为有一正弦交流电压为有一正弦交流电压为有一正弦交流电压为u=310sinu=310sin（6280t+/36280t+/3）V V，其频率为其频率为其频率为其频率为 ，幅值为，幅值为，幅值为，幅值为 ，有效值为，有效值为，有效值为，有效值为 ，初相角为，初相角为，初相角为，初相角为 。若。若。若。若uu有效值有效值有效值有效值为为为为100V100V，与，与，与，与u u反相，则反相，则反相，则反相，则uu的瞬时表达式为的瞬时表达式为的瞬时表达式为的瞬时表达式为 。2 2两个正弦量为两个正弦量为u1=36sinu1=36sin（314t+120314t+120）V V，u2=36sinu2=36sin（628t+30628t+30）V V，则有（，则有（）。）。A A：u1u1超前超前u290 Bu290 B：u2u2超前超前u190 u190 C:C:不能判断相位差不能判断相位差 D D：u1u1滞后滞后u290u2903.3.已知已知u1=100sinu1=100sin（314t+120314t+120）V V，u2=50sinu2=50sin（314t-90314t-90）V V，试求：试求：1 1）u1u1与与u2u2的相位差的相位差=？谁超前？2 2）若改变）若改变u2u2的参考方向，重复问题的参考方向，重复问题1 12.1 正弦交流电基本概念正弦交流电基本概念
展开阅读全文