正弦交流電路第二部分

正弦交流電路第二部分第1頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§3.3正弦交流電路的分析計(jì)算3.3.1單一參數(shù)的正弦交流電路3.3.2R-L-C串聯(lián)交流電路3.3.3交流電路的一般分析方法3.3.4功率因數(shù)的提高第2頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、電阻電路uiR根據(jù)歐姆定律設(shè)則3.3.1單一參數(shù)的正弦交流電路第3頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.頻率相同2.相位相同3.

有效值關(guān)系：正弦交流電路中電阻的電流和電壓關(guān)系4.

相量關(guān)系：設(shè)

則

或第4頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電阻電路中的功率

uiR1.瞬時(shí)功率

p：瞬時(shí)電壓與瞬時(shí)電流的乘積小寫(xiě)第5頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：ωtuipωt1.（耗能元件）2.隨時(shí)間變化3.與

成比例且頻率加倍。第6頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.平均功率（有功功率）P：一個(gè)周期內(nèi)的平均值

大寫(xiě)

uiR第7頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.電感電路電感Lui（單位：H,mH,H）單位電流產(chǎn)生的磁鏈線圈匝數(shù)磁通第8頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月線圈面積線圈長(zhǎng)度導(dǎo)磁率?電感和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系線性電感:L=Const(如:空心電感不變)非線性電感:L=Const(如:鐵心電感不為常數(shù))uei第9頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電感中電流、電壓的基本關(guān)系uei當(dāng)(直流)時(shí),所以，在直流電路中電感相當(dāng)于短路。第10頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電感是一種儲(chǔ)能元件,儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量為：?電感的儲(chǔ)能第11頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由基本關(guān)系式：iuL設(shè)則正弦交流電路中電感元件電流、電壓的關(guān)系第12頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.頻率相同2.相位相差

90°

（u

領(lǐng)先

i

90

°）iu設(shè)：第13頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.有效值感抗（Ω）定義：則：第14頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.相量關(guān)系設(shè)：則：第15頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電感電路中復(fù)數(shù)形式的歐姆定律其中含有幅度和相位信息？u、i相位不一致！領(lǐng)先！第16頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月感抗（XL=ωL

）是頻率的函數(shù)，

表示電感電路中電壓、電流有效值之間的關(guān)系，且只對(duì)正弦波有效。ωXLω=0時(shí)XL=0關(guān)于感抗的討論e+_LR直流E+_R第17頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電感電路中的功率1.瞬時(shí)功率

p

iuL第18頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月儲(chǔ)存能量P<0釋放能量+P>0P<0可逆的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程uiuiuiuiiuL+PP>0ui第19頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.平均功率

P

（有功功率）結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐）。第20頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.無(wú)功功率QQ的單位：乏、千乏(var、kvar)

Q的定義：電感瞬時(shí)功率所能達(dá)到的最大值。用以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。第21頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.電容電路電容C單位電壓下存儲(chǔ)的電荷（單位：F,F,pF）++++----+q-qui電容符號(hào)有極性無(wú)極性+_電解電容第22頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月極板面積板間距離介電常數(shù)?電容和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系線性電容:C=Const(不變)非線性電容:C=Const(不為常數(shù))uiC第23頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?電容上電流、電壓的基本關(guān)系當(dāng)(直流)時(shí),所以，在直流電路中電容相當(dāng)于斷路。uiC第24頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?電容的儲(chǔ)能電容是一種儲(chǔ)能元件,儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為：第25頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由基本關(guān)系式:設(shè)：正弦交流電路中電容電壓和電流的關(guān)系uiC則：第26頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.頻率相同2.相位相差90°（u落后

i

90°

）iu第27頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.有效值或容抗（Ω）定義：則：I第28頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.相量關(guān)系設(shè)：則：第29頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電容電路中復(fù)數(shù)形式的歐姆定律其中含有幅度和相位信息領(lǐng)先！第30頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月E+-ωe+-關(guān)于容抗的討論直流是頻率的函數(shù)，

表示電容電路中電壓、電流有效值之間的關(guān)系，且只對(duì)正弦波有效。容抗ω＝0時(shí)第31頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電容電路中的功率ui1.瞬時(shí)功率p第32頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月充電p放電放電P<0釋放能量充電P>0儲(chǔ)存能量uiuiuiuiiuωt第33頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.平均功率P第34頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月瞬時(shí)功率達(dá)到的最大值（吞吐規(guī)模）3.無(wú)功功率Q（電容性無(wú)功取負(fù)值）第35頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月已知：C＝1μF求：I、i例uiC解：電流有效值求電容電路中的電流第36頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月瞬時(shí)值i領(lǐng)先于u90°電流有效值第37頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.單一參數(shù)電路中電壓電流的基本關(guān)系式電感元件基本關(guān)系復(fù)阻抗L復(fù)阻抗電容元件基本關(guān)系C電阻元件R基本關(guān)系復(fù)阻抗小結(jié)第38頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在正弦交流電路中，若正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗（)表示，則復(fù)數(shù)形式的歐姆定律和直流電路中的形式相似。2.單一參數(shù)電路中復(fù)數(shù)形式的歐姆定律

電阻電路電感電路電容電路復(fù)數(shù)形式的歐姆定律第39頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*電壓、電流瞬時(shí)值的關(guān)系符合歐姆定律、克氏定律。3.簡(jiǎn)單正弦交流電路的關(guān)系(以R-L電路為例）uLiuRuRL第40頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*

電流、電壓相量符合相量形式的歐姆定律、克氏定律RL第41頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在電阻電路中：正誤判斷？？？瞬時(shí)值有效值第42頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在電感電路中：正誤判斷？？？？？第43頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單一參數(shù)正弦交流電路電壓電流關(guān)系對(duì)照表電路參數(shù)電路圖（正方向）復(fù)數(shù)阻抗電壓、電流關(guān)系瞬時(shí)值有效值相量圖相量式功率有功功率無(wú)功功率Riu設(shè)則u、i同相0LiuCiu設(shè)則設(shè)則u領(lǐng)先i90°u落后i90°00基本關(guān)系第44頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3.2R-L-C串聯(lián)交流電路若則一、電流、電壓的關(guān)系uRLCi第45頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月總電壓與總電流的關(guān)系式相量方程式：則相量模型RLC設(shè)（參考相量）第46頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R-L-C串聯(lián)交流電路——相量圖先畫(huà)出參考相量相量表達(dá)式：RLC電壓三角形第47頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Z：復(fù)數(shù)阻抗實(shí)部為阻虛部為抗容抗感抗令則R-L-C串聯(lián)交流電路中的

復(fù)數(shù)形式歐姆定律復(fù)數(shù)形式的歐姆定律RLC第48頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在正弦交流電路中，只要物理量用相量表示,元件參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗表示，則電路方程式的形式與直流電路相似。是一個(gè)復(fù)