交流电及其简单电路课件

等效电压源定理等效电压源定理 等效电流源定理等效电流源定理叠加定理叠加定理在实际工作中常只需要计算某一条电路的电流，在实际工作中常只需要计算某一条电路的电流，或某一部分电路的等效电阻。可用以上几条由或某一部分电路的等效电阻。可用以上几条由基尔霍夫方程组导出的定理基尔霍夫方程组导出的定理,来简化计算。来简化计算。电路的等效代换电路的等效代换学生自学学生自学.9.1 交流电及其简单电路交流电及其简单电路 交流电交流电(alternating current,ac)概述概述:大小和方向都随时间作周期性变化的电流、电压、大小和方向都随时间作周期性变化的电流、电压、电动势总称为交流电。电动势总称为交流电。由富里叶变换可知由富里叶变换可知非简谐交非简谐交流电都可看成一系列不同频率的简谐交流电叠加而流电都可看成一系列不同频率的简谐交流电叠加而成。成。等效电压源定理等效电流源定理叠加定理在实际工作中常只需要计算1不同频率的简谐波，在线性电路中彼此独立，互不不同频率的简谐波，在线性电路中彼此独立，互不干扰。所以简谐交流电的分析和计算，同样可应用干扰。所以简谐交流电的分析和计算，同样可应用于复杂波形的交流电，如常用的锯齿波、矩形脉冲、于复杂波形的交流电，如常用的锯齿波、矩形脉冲、尖脉冲、调幅波和调频波等。尖脉冲、调幅波和调频波等。简谐交流电的电动势简谐交流电的电动势简谐交流电电压简谐交流电电压简谐交流电的电流简谐交流电的电流不同频率的简谐波，在线性电路中彼此独立，互不简谐交流电的电动213571357135方波方波三角波三角波锯齿波锯齿波连续谱和离散谱连续谱和离散谱13571357135方波三角波锯齿波连续谱和离散谱3通常说市电电压通常说市电电压220V就是有效值就是有效值,其峰值为其峰值为 V有效值有效值等于峰值的等于峰值的 ，其意义是：若交流电的，其意义是：若交流电的有效值与直流电流相等时，则它们在相同的时间有效值与直流电流相等时，则它们在相同的时间内在相同的电阻上产生的焦耳热也相等。内在相同的电阻上产生的焦耳热也相等。通常说市电电压220V就是有效值,其峰值为 有效值等于峰值4 交流电路中的基本元件交流电路中的基本元件描述交流电路中各类元件的特性只需要两个独立的描述交流电路中各类元件的特性只需要两个独立的变量：电压与电流之间的峰值之比变量：电压与电流之间的峰值之比(即有效值之比即有效值之比)，称为该元件的称为该元件的阻抗阻抗；另一个是；另一个是二者相位之差二者相位之差:又因为电压与电流在任何时刻的相位差，都等于又因为电压与电流在任何时刻的相位差，都等于它们初始时刻的相位差。它们初始时刻的相位差。在交流电路中频率取决于电源，电路中在交流电路中频率取决于电源，电路中每个简谐量每个简谐量如电压、电流只需用两个独立的变量描述。如电压、电流只需用两个独立的变量描述。阻抗阻抗电压与电流的相位差电压与电流的相位差有效值有效值峰值峰值 交流电路中的基本元件描述交流电路中各类元件的特性只需要两5*电阻电阻电阻上的电压与电流同相位。电阻上的电压与电流同相位。由欧姆定律，可知电阻等于电压与电流的比值。由欧姆定律，可知电阻等于电压与电流的比值。设电流的初相位为零：设电流的初相位为零：*电阻电阻上的电压与电流同相位。由欧姆定律，可知电阻等于电6*电感电感(inductance)感抗感抗电压超前于电流电压超前于电流/2*电感(inductance)感抗电压超前于电流/27*电容电容电流超前于电压电流超前于电压/2容抗容抗*电容电流超前于电压/2容抗8 简单交流电路的矢量图解法：简单交流电路的矢量图解法：*RL串联电路串联电路各元件上电流的瞬时值相同。各元件上电流的瞬时值相同。简单交流电路的矢量图解法：*RL串联电路9*RC串联电路串联电路各元件上电流的瞬时值相同各元件上电流的瞬时值相同*RC串联电路10*RL并联电路，各元件上电压的瞬时值相同并联电路，各元件上电压的瞬时值相同电压超前于电流电压超前于电流所以所以 为正为正总电流是通过各元件电流的瞬时值之和总电流是通过各元件电流的瞬时值之和*RL并联电路，各元件上电压的瞬时值相同电压超前于电流总电11*RC并联电路，各元件上电压的瞬时值相同并联电路，各元件上电压的瞬时值相同电流超前于电压电流超前于电压所以所以 为负为负总电流是通过各元件电流的瞬时值之和总电流是通过各元件电流的瞬时值之和交流电路中电压、电流瞬时值和有效值的分配与交流电路中电压、电流瞬时值和有效值的分配与阻抗的关系类似于直流电路，有分压、分流的规律。阻抗的关系类似于直流电路，有分压、分流的规律。*RC并联电路，各元件上电压的瞬时值相同电流超前于电压总电12例题一：旁路电容。例题一：旁路电容。如图所示，电源提供如图所示，电源提供500Hz，I=3.0mA的电流，试问：并联的电流，试问：并联 30 F 电容前后，电阻电容前后，电阻两端的交流电压是多少？两端的交流电压是多少？解：并联电容前：解：并联电容前：实际工作中常用旁路电容来稳定电压。实际工作中常用旁路电容来稳定电压。并联电容的阻抗并联电容的阻抗直流直流交流交流例题一：旁路电容。如图所示，电源提供500Hz，解：并联13例题二：如图所示例题二：如图所示RC单级相移电路，单级相移电路，R=100，输入输入讯号频率讯号频率300Hz，要求输出与输入讯号有要求输出与输入讯号有/4的相位差的相位差即相移即相移/4，试问：电容，试问：电容C应取多大？应取多大？输入电压为输入电压为RC串联电路总电压，输出为电容上的电压串联电路总电压，输出为电容上的电压串联电路电流相同；电容上的电压落后于电流串联电路电流相同；电容上的电压落后于电流/2 输输入入输输出出例题二：如图所示RC单级相移电路，R=100，输入输入电压14例题例题 13.11如图所示电路，已知如图所示电路，已知 试用矢量图解法求总电压；总电压和总电流间的相位差试用矢量图解法求总电压；总电压和总电流间的相位差解：先分析并联电路，电压相同。解：先分析并联电路，电压相同。电容上电容上电流超前于电压电流超前于电压/2串联电路串联电路电流相同，得电流相同，得U1U1和和U2合成得总电压，由图可得出其相位差。合成得总电压，由图可得出其相位差。/8/4例题 13.11如图所示电路，已知 15精品课件精品课件！精品课件！16精品课件精品课件！精品课件！179.1 交流电及其简单电路交流电及其简单电路 交流电概述交流电概述目录目录 交流电路中的基本元件交流电路中的基本元件 简单交流电路的矢量图解法：简单交流电路的矢量图解法：例题二例题二 试用矢量图解法求总电压；试用矢量图解法求总电压；总电压和总电流之间的相位差总电压和总电流之间的相位差陆果书陆果书13.11*RL串联电路串联电路*RC串联电路串联电路*RL并联电路并联电路*RC并联电路并联电路作业作业：13.6，13.8，13.10例题一例题一 旁路电容旁路电容9.1 交流电及其简单电路 交流电概述目录 交流电路中的18