交流電基礎(chǔ)知識ppt課件

1、第二節(jié) 交流電的基礎(chǔ)知識,第十二章 交直流電的基礎(chǔ)知識,各種形式的交流電,簡諧波,尖脈沖,矩形波,調(diào)幅波,鋸齒波,調(diào)頻波,交流電:電源電動勢隨時間作周期性變化,正弦交流電概念,1 交流電：大小和方向隨時間作有規(guī)律變化的電壓和電流稱為交流電,又稱交變電流. 2 正弦交流電是隨時間按照正弦函數(shù)規(guī)律變化的交流電. 3 由于交流電的大小和方向都是隨時間不斷變化的,也就是說,每一瞬間電壓（電動勢）和電流的數(shù)值都不相同,所以在分析和計算交流電路時,必須標(biāo)明它的正方向,一 、單相正弦交流電的基本概念,1. 正弦交流電 （1）正弦交流電的產(chǎn)生：正弦交流電由交流發(fā)電機產(chǎn)生的。 （2） 正弦交流電的三要素：最大值

2、、頻率、初相角,電動勢 電 壓 電 流,表達式各部分的含義,電動勢瞬時值,2.正弦交流量的瞬時表達式,為正弦電流的最大值,3.正弦波特征量之一 -最大值 、有效值,有效值: 交流電與直流電在燈泡上消耗的電能等值,表示符號: 必須用大寫： E、U、I表示,有效值概念,若一個交流電流i和一個直流電流在相同的時間內(nèi)通過同一電阻 產(chǎn)生的熱量相等 . 則我們稱直流電流為交流電i的有效值,有效值與最大值的關(guān)系,符號說明,瞬時值 - 小寫,u、i,有效值 - 大寫,U、I,最大值 - 大寫+下標(biāo),若購得一臺耐壓為 300V 的電器，是否可用于 220V 的線路上,該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所以不

3、能用,描述變化周期的幾種方法 1. 周期 T： 變化一周所需的時間 單位：秒，毫秒,3. 角頻率 ： 每秒變化的弧度 單位：弧度/秒,2. 頻率 f： 每秒變化的次數(shù) 單位：赫茲，千赫茲,角頻率 ：單位時間內(nèi)交流電所經(jīng)歷的電角度(反映交流電變化快慢的物理量,正弦波特征量之二 - 角頻率,1. 周期（T）： 正弦交流電從零最大 零負最大零；這 樣循環(huán)變化一周所需的 時間叫周期. 周期表明交流電變化 的快慢, 我國交流電的 周期為: T = 0.02秒,變化一周所需要的時間稱之為周期,2. 頻率（F,1). 定義: 正弦交流電在1 秒 鐘內(nèi)完成周期變化的 次數(shù)叫頻率,周期為: T = 0.02秒,

4、單位:（弧度/秒） f = 50HZ,3. 電角速度（角頻率,每秒變化的弧度,1). 相位(又稱相位角): 表示正弦量進程的物理量. 上解析式中(t+)稱為正弦量的相位, 它表明周期運動中處于什么狀態(tài)和位置的一個量(用電度角或).相位一般是指兩個同頻率波形，過零點的時間差。 例. 2). 初相位: 式中為正弦量的初相角,也就是t=0時的相位角,正弦波特征量之三 - 初相位,t,3).相位差: 同頻率正弦量的相位之差稱相位差(不隨時間變化的常數(shù),同 相 位,相 位 落 后,兩種正弦信號的相位關(guān)系,12 =/2,12,12 =0,12 0,u和i正交,1 超前2,2 滯后1,t,三相交流電路：三相

5、電壓初相位各差1200,幅度,已知,頻率,初相位,例：三要素計算,二 、 交流電路的功率和功率因數(shù),電阻元件在交直流電路中都是限制電流的，從電源取用能量，在這里就是電阻元件從電源取用電能而轉(zhuǎn)換為熱能，這是一種不可逆的能量轉(zhuǎn)換過程，定義為有功功率。 電感元件和電容元件都是儲能元件，它們與電源間進行能量互換，是工作所需，但這對電源來說，也是一種負擔(dān)，對儲能元件本身說，沒有消耗能量，故將往返于電源與儲能元件之間的功率命名為無功功率,1. 有功功率和功率因數(shù),有功功率是電路中負載實際消耗的功率: P=UIcos 有功功率P的單位是瓦特【W(wǎng)】。 上式表明，有功功率等于電路端電壓有效值U和流過負載的電流有

6、效值I的乘積，再乘以cos 。 式中cos 稱為功率因數(shù)。其值取決于電路中用電器的性質(zhì),2. 無功功率,無功功率是與電源交換的功率： Q=UIsin 對于感性電路， 0，則sin 0，無功功率Q為正值；對于電容性電路， 0，則sin 0，無功功率Q為負值。當(dāng)Q0時，為吸收無功功率；當(dāng)Q0時，則為發(fā)出功率,無功功率Q的 單位是： 乏 （var,3. 視在功率,在交流電路中，端電壓與電流的有效值乘積稱為視在功率，用S表示。即 S=U I 視在功率的單位為伏安(VA)或千伏安(KVA)。 視在功率S通常用來表示電氣設(shè)備的容量。容量說明了電氣設(shè)備可能轉(zhuǎn)換的最大功率。電源設(shè)備如變壓器、發(fā)電機等所發(fā)出的有

7、功功率與負載的功率因數(shù)有關(guān)，不是一個常數(shù)，因此電源設(shè)備通常只用視在功率表示其容量，而不是用有功功率表示,有功功率P,，無功功率Q，視在功率S 之間存在如下關(guān)系： P=UIcos=Scos Q=UIsin=Ssin S= =U I = 顯然，S、P、Q構(gòu)成一個直角三角形，如上圖所示。此三角形成為功率直角三角形,它與同電路的電壓三角形，阻抗三角形相似,有功功率P的單位是瓦特【W(wǎng)】；無功功率Q的單位是乏爾【var】；視在功率S的單位是伏安【VA,a. 三個是相似三角形。如下圖 b. 電壓三角兩邊除以得阻抗三角，電壓三角兩邊乘以得功率三角。 c. 阻抗三角的R，X，Z不是矢量，其三邊不能畫成矢量圖。Z和R間 的夾角為阻抗角,A.有功功率的計算： B.無功功率的計算： C.視在功率的計算,功率關(guān)系,電壓三角形，阻抗三角形和功率三角形,特點,實際生產(chǎn)和生活中，大多數(shù)電氣設(shè)備和用電器都是感性的，因此要向電源吸取一定的無功功率，造成線路功率因數(shù)較低的現(xiàn)象。功率因數(shù)低不僅造成電力能源的浪費，還能增加線路上的功率損耗，為了避免此類現(xiàn)象造成的影響，電力系統(tǒng)要設(shè)法提高線路的功率因數(shù),提高功率因數(shù)的意義是什么？如何提高,電路的功率因數(shù)決定于負載的性質(zhì)。只有電阻性負載（例如白熾燈，電阻爐等）的功率因數(shù)才等于1，其它負載的功率因數(shù)均小于1,4、功率因數(shù)的提高,1）.