電工電子技術(shù),三相電

本節(jié)講授第五章交流電§5.2交流電概述一.交流電的基本概念交流電路交流電路：如果電源電動(dòng)勢(shì)e(t)的大小和方向均隨時(shí)間作周期性變化，則各段電路中的電壓u(t)和電流i(t)均隨時(shí)間作周期性變化，這種電路叫做交流電路。*簡(jiǎn)諧交流電：e(t)、u(t)、i(t)隨時(shí)間變化的關(guān)系是正弦或余弦函數(shù)的波形。簡(jiǎn)諧交流電

3)基本性：任何非簡(jiǎn)諧式的交流電都可以分解為一系列不同頻率的簡(jiǎn)諧成分。

1)獨(dú)立性：不同頻率的簡(jiǎn)諧成分在線性電路中彼此獨(dú)立、互不干擾。

2)固頻性：同頻簡(jiǎn)諧量疊加后或簡(jiǎn)諧量經(jīng)微商積分后仍為同頻簡(jiǎn)諧量。為什么重要？二.簡(jiǎn)諧交流電的特征量簡(jiǎn)諧交流電的任何變量都可寫(xiě)成時(shí)間的正弦函數(shù)或余弦函數(shù)的形式，我們將采用余弦函數(shù)的形式：

交變電動(dòng)勢(shì)交變電壓交變電流

從這些表達(dá)式中可以看出，描述任何一個(gè)變量，都需要三個(gè)特征量，即頻率、峰值和初相位?，F(xiàn)在分別討論如下：簡(jiǎn)諧量的三個(gè)特征量在圖象中的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

：電流幅值（最大值）

：

角頻率（弧度/秒）：初相角特征量:

i幅值：瞬時(shí)值隨時(shí)間變化的幅度簡(jiǎn)諧量特征量之一

--幅值

在工程應(yīng)用中常用有效值表示幅度。常用交流電表指示的電壓、電流讀數(shù)，就是被測(cè)物理量的有效值。標(biāo)準(zhǔn)電壓220V，也是指供電電壓的有效值。最大值電量名稱(chēng)必須大寫(xiě),下標(biāo)加0。如：U0、I0則有（均方根值）可得當(dāng)

時(shí)，交流直流熱效應(yīng)相當(dāng)電量必須大寫(xiě)如：U、I有效值有效值概念

描述簡(jiǎn)諧變量隨時(shí)間變化快慢的物理量簡(jiǎn)諧量特征量之二

--角頻率1.角頻率ω：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(Hz)，千赫茲...周/秒，周(c)iT3.周期T：變化一周所需的時(shí)間單位：秒(s)，毫秒..*電網(wǎng)頻率：

中國(guó)50Hz

美國(guó)、日本60Hz小常識(shí)*有線通訊頻率：300-5000Hz

*無(wú)線通訊頻率：

30kHz-3×104MHz交流電路中各部分的電壓和電流的頻率均取決于電源的頻率,屬于同頻簡(jiǎn)諧交流電。簡(jiǎn)諧量特征量之三

--初相位：t=0時(shí)的相位，稱(chēng)為初相位或初相角。說(shuō)明：

給出了觀察余弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)。i：簡(jiǎn)諧量的相位角或相位例幅值：已知：角頻率：初相位：

t在處理交流電問(wèn)題的實(shí)際過(guò)程中，我們更關(guān)心的是兩個(gè)同頻交流電的相位差，因?yàn)橄辔徊羁梢苑从巢煌?jiǎn)諧量的步調(diào)是否一致，如圖

兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧量間的相位關(guān)系

問(wèn)題與討論1.下列屬于簡(jiǎn)諧交流電的是：（）。2.下圖所示簡(jiǎn)諧量的初相是多少？iT本節(jié)重點(diǎn)：

1.交流電，簡(jiǎn)諧交流電的概念。2.簡(jiǎn)諧交流電的特征。3.簡(jiǎn)諧交流電的三個(gè)特征量。4.交流電的有效值的概念，怎么計(jì)算？5.簡(jiǎn)諧交流電的相位關(guān)系，怎么判斷？

作業(yè)：P255-3本講到此結(jié)束謝謝大家！一系列頻率為f、3f、5f….的簡(jiǎn)諧波疊加后可以成為一個(gè)矩形波!!上節(jié)回顧1.交流電，簡(jiǎn)諧交流電的概念。2.簡(jiǎn)諧交流電的重要性。3.簡(jiǎn)諧交流電的的三個(gè)特征量。4.交流電的有效值的概念，怎么計(jì)算？5.簡(jiǎn)諧交流電的相位關(guān)系，怎么判斷？本節(jié)講授第五章交流電§5.2

交流電路中的元件討論元件上電壓、電流之間的關(guān)系。電阻R似穩(wěn)條件下，歐姆定律仍然成立，對(duì)于電阻元件有電容C電感L簡(jiǎn)諧電壓、電流之間不僅有量值大小的關(guān)系，還有相位關(guān)系，反映某一元件上u(t)與i(t)關(guān)系需要兩個(gè)量：*阻抗不隨時(shí)間變化,不是簡(jiǎn)諧量導(dǎo)納阻抗的倒數(shù)*電壓與電流的相位差Z與?合起來(lái)代表元件本身的性質(zhì)?？偨Y(jié)*電阻*電容*電感本節(jié)重點(diǎn)：

1.阻抗與導(dǎo)納的概念。3.單純?cè)淖杩古c相位差。iuZφ?qǐng)D1阻抗與位相差2.相位差的概念。阻抗:反映交流電路元件的電壓與電流量值關(guān)系的物理量。相位差:反映交流電路元件的電壓與電流步調(diào)關(guān)系的物理量。敢(感)超前，容押(壓)后

作業(yè)：P255-4本講到此結(jié)束謝謝大家！本節(jié)講授第五章交流電§5.3

矢量圖解法上節(jié)回顧1.交流電路的歐姆定律內(nèi)容及阻抗與相位差的概念。iuZφ?qǐng)D1阻抗與位相差2.單純?cè)淖杩购拖辔徊睢Ｗ杩?反映元件的電壓與電流量值關(guān)系的物理量。相位差:反映元件的電壓與電流步調(diào)關(guān)系的物理量。一.簡(jiǎn)諧量的矢量表示法初始位置與x軸夾角φ矢量長(zhǎng)度有效值或峰值A(chǔ)旋轉(zhuǎn)速度ω1.只有簡(jiǎn)諧量才能用相量表示，非簡(jiǎn)諧量不可以。2.只有同頻率的簡(jiǎn)諧量才能畫(huà)在一張相量圖上，不同頻率的簡(jiǎn)諧量不能畫(huà)在一張相量圖上。二.串并聯(lián)電路各元件的電流和電壓的關(guān)系串聯(lián)電路1.各元件的電流的瞬時(shí)值處處相等。2.電路兩端的總電壓瞬時(shí)值等于各元件上分壓瞬時(shí)值之和。并聯(lián)電路1.各元件的電壓的瞬時(shí)值相等。2.總電流瞬時(shí)值等于各元件上分電流瞬時(shí)值之和。三.串并聯(lián)電路的矢量解法1．RC串聯(lián)CiuR(a)●●●(b)串聯(lián)電路各元件的電流矢量相同畫(huà)矢量圖：*矢量長(zhǎng)度：可以對(duì)應(yīng)峰值，也可以對(duì)應(yīng)有效值。*畫(huà)圖：*基準(zhǔn)：以總電流I方向(2)與之同向，大小(1)水平方向畫(huà)基準(zhǔn)電流(3)滯后90°，大小(4)矢量合成(b)總電壓總阻抗相位差電壓滯后，φ<02．RL串聯(lián)(b)LiuR(a)●●●總電壓：總阻抗：相位差：電壓超前，φ>03．RC并聯(lián)CiuR(a)●●并聯(lián)電路各元件的電壓矢量相同畫(huà)矢量圖：*基準(zhǔn)：以總電壓U方向*畫(huà)圖：(1)水平方向畫(huà)基準(zhǔn)電壓(b)(2)與之同向，大小(3)超前90°，大小(4)矢量合成(b)總電流總阻抗相位差電壓滯后，φ<04．RL并聯(lián)總電流：總阻抗：相位差：電壓超前，φ>0LiuR(a)●●(b)1.旁路電容：四.應(yīng)用旁路(退藕)，移相，濾波如圖所示，設(shè)ecbReCe●●

旁路電容【例1】：僅為電阻阻抗的0.24%【例2】：直流電源濾波器已知：U=220V,f=50Hz~100Hz,L=16H,C=1000μF

對(duì)50Hz若f=100Hz，則若為直流，則直流電壓與電流都在負(fù)載R

上；交流電壓降在L上（降壓）；3)

交流電流主要通過(guò)C（旁路）；R1000μF●●16H+-直流電源濾波2.移相：(b)(a)IN●●~OUT移相器【例3】：已知：圖中300Hz的輸入信號(hào)通過(guò)RC串聯(lián)電路，其中R=100Ω,要使輸出信號(hào)滯后輸入信號(hào)

/4相位，電容C應(yīng)取多大？根據(jù)題意3.濾波：低通濾波器高通濾波器低通IN●●OUT

高通IN●●OUT

作業(yè)：P255-5、6、7本講到此結(jié)束謝謝大家！本節(jié)講授第五章交流電§5.4交流電路的復(fù)數(shù)解法上節(jié)回顧1.串并聯(lián)電路電壓電流的矢量關(guān)系。2.矢量法的精髓。串聯(lián)并聯(lián)找基準(zhǔn)相位關(guān)系定方向阻抗關(guān)系定大小3.交流串并聯(lián)電路的應(yīng)用。旁路(退藕)，相移，濾波一、簡(jiǎn)諧量的復(fù)數(shù)表示法yx0矢量長(zhǎng)度→峰值或有效值矢量與x軸夾角→相位或初相+j+1baU00模→矢量長(zhǎng)度→峰值或有效值輻角→相位或初相問(wèn)題圖解法可以用于簡(jiǎn)諧量運(yùn)算，但不方便。瞬時(shí)值相量復(fù)數(shù)一、復(fù)數(shù)基本知識(shí)1.復(fù)數(shù)的表示代數(shù)式表示三角式表示指數(shù)式表示*歐拉公式極坐標(biāo)式表示+j+1baA0【例1】：復(fù)數(shù)表達(dá)式的轉(zhuǎn)換。+j+14-3A0計(jì)算輻角時(shí)，要注意所在象限2.復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算*加減法：實(shí)部加減實(shí)部，虛部加減虛部*乘除法：用指數(shù)表示比較簡(jiǎn)單乘法模相乘，輻角相加除法模相除，輻角相減*共軛運(yùn)算：加法乘法得實(shí)數(shù)【例2】：已知瞬時(shí)電流，將其表示成復(fù)數(shù)?！纠?】：已知相量，求瞬時(shí)值。已知一頻率為50Hz的余弦電流其相量形式為：求其瞬時(shí)值表達(dá)式。？正誤判斷1.已知：？有效值？3.已知：復(fù)數(shù)瞬時(shí)值j45

？最大值？？

負(fù)號(hào)2.已知：4.已知：復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納好處：(1)將代表元件性質(zhì)的Z和φ用一個(gè)復(fù)阻抗來(lái)代替(簡(jiǎn)單)(2)從這個(gè)定義可以看到，它的形式與歐姆定律一樣，也叫復(fù)數(shù)形式的歐姆定律(易記)復(fù)導(dǎo)納復(fù)導(dǎo)納的輻角與復(fù)阻抗的輻角差一個(gè)負(fù)號(hào)復(fù)阻抗()電容電感0R，與f無(wú)關(guān)電阻復(fù)導(dǎo)納()相位差()阻抗(Z)元件R單一元件的復(fù)阻抗三、交流串、并聯(lián)電路的復(fù)數(shù)解法

用復(fù)數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)單電路時(shí)，電路的電壓、電流關(guān)系與直流電路相仿，串聯(lián)電路：并聯(lián)電路：利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運(yùn)算?！纠?】：AAB

C25

VC1已知：I1=10A，UAB=100V求：A、V讀數(shù)設(shè)為參考相量，即安培表讀數(shù)為10AAAB

C25

VC1C伏特表讀數(shù)為141.4V

作業(yè)：P255-8、9、10本講到此結(jié)束謝謝大家！本節(jié)講授第五章交流電§5.5交流電功率上節(jié)回顧1.復(fù)數(shù)解法的思路。2.簡(jiǎn)諧量與復(fù)數(shù)的對(duì)應(yīng)。簡(jiǎn)諧量用復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)諧量運(yùn)算變?yōu)閺?fù)數(shù)運(yùn)算

模振幅、峰值輻角相位、初相位A簡(jiǎn)諧量復(fù)數(shù)量復(fù)阻抗復(fù)電壓復(fù)電流3.單純?cè)膹?fù)阻抗。4.串并聯(lián)電路的計(jì)算。串聯(lián)電路：并聯(lián)電路：一、交流電功率1.瞬時(shí)功率(元件在某一瞬時(shí)電壓與電流的乘積)與時(shí)間無(wú)關(guān)項(xiàng)與時(shí)間有關(guān)項(xiàng)頻率為2倍頻時(shí)間的函數(shù)設(shè)：負(fù)功ωtiO圖5.51電流電壓與功率曲線周期函數(shù)2.平均功率(瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值)不僅與有效值而且還與相位差有關(guān)也稱(chēng)有功功率思考與討論：?jiǎn)渭冊(cè)挠泄β视惺裁刺攸c(diǎn)？純電阻電路純電感電路純電容電路一般RLC電路從電源吸收的能量>回授給電源的能量3.視在功率(元器件兩端電壓有效值U和通過(guò)元器件電流有效值I的乘積)思考與討論：視在功率有什么意義？

1)

在一般二端網(wǎng)絡(luò)中既有電阻(耗能)元件又有電容或電感(儲(chǔ)能)元件。IUZφ

2)

二端網(wǎng)絡(luò)正常工作時(shí)，既要保證電阻(耗能)元件上消耗的功率，也要提供電容或電感(儲(chǔ)能)元件儲(chǔ)存的功率。視在功率是確保用電器正常工作，外電路需傳給它的功率注意

1)

單位用伏安或千伏安。

2)

視在功率并非全部被用電器消耗。

3)設(shè)計(jì)電路時(shí)，一個(gè)電源可以接多少負(fù)載要用視在功率核算。而電源(發(fā)電機(jī)、變壓器、UPS等)可能提供的最大功率也稱(chēng)電源的容量。

4)僅給電路提供平均功率，電路是不能正常工作的。4.功率因數(shù)其中：cos

稱(chēng)為功率因數(shù)。問(wèn)題功率因數(shù)的物理意義是什么？有功功率占視在功率的比率二、有功電流與無(wú)功電流在一般RLC電路中，電流與電壓存在一定的相位差

，如圖原因有功功率是由電流的平行分量產(chǎn)生有功電流

無(wú)功電流

1.無(wú)功電流對(duì)用電器做功無(wú)貢獻(xiàn)。2.輸電線路中總電流產(chǎn)生焦耳熱，無(wú)功電流增加銅耗。問(wèn)題如何減小無(wú)功電流？例如：日光燈電路，見(jiàn)圖鎮(zhèn)流器為電感器件，一般●●日光燈電路正規(guī)的安裝應(yīng)加接補(bǔ)償電容。三、無(wú)功功率視在功率（VA，kVA）有功功率（W，kW）無(wú)功功率（Var，乏爾）【討論】：越小，1.完成相同的工作，所需發(fā)電機(jī)的容量越大。2.無(wú)功能量損耗，用無(wú)功電度表計(jì)量，單位：Var·hourP功率三角形j3.無(wú)功功率反映電路與電源間能量往返的規(guī)模。四、有功電阻與電抗一個(gè)電路的復(fù)阻抗：有功電阻電抗有了以上定義后：視在功率有功功率無(wú)功功率【注意】：1.電路消耗的功率等于有功電阻消耗的功率。2.電抗不消耗功率，只儲(chǔ)存功率。3.有功電阻不等于一般意義上的電阻。并聯(lián)電容值的計(jì)算

設(shè)原感性用電器的功率因數(shù)為cos

L

，要求補(bǔ)償?shù)絚os

須并聯(lián)多大電容？（設(shè)電源電壓有效值為U，用電器的功率為P）uiRLC分析依據(jù)：補(bǔ)償前后P、U不變。由相量圖可知：

作業(yè)：P265-11、12本講到此結(jié)束謝謝大家！本節(jié)講授第五章交流電§5.6

諧振電路(并聯(lián))上節(jié)回顧1.串聯(lián)共振的概念和條件？2.串聯(lián)共振的特點(diǎn)。3.串聯(lián)共振電路的品質(zhì)因數(shù)的概念及三重意義。

Z最小(R)、I最大、

=0、電路儲(chǔ)能穩(wěn)定。

Q值越大，諧振電路儲(chǔ)能的效率越高

Q值越大，頻率選擇性越好，通頻帶窄

Q值越大，電感和電容上的電壓與總電壓之比越大4.Q值與電路中具體的參數(shù)RLC關(guān)系。5.試述收音機(jī)輸入電路的電磁學(xué)原理。6.如果用一個(gè)400mH的固定電感與一個(gè)可變的調(diào)諧電容器組成一個(gè)串聯(lián)諧振電路．為了使之能在200—600m的波段上調(diào)諧，則電容的調(diào)諧范圍應(yīng)為多少?一、并聯(lián)諧振LRCu●●并聯(lián)諧振電路

Z,

值均與ω有關(guān)在某個(gè)特定的頻率f0下，Z,

也達(dá)到極值ZZ,IIfO諧振頻率：諧振阻抗與諧振電流：3.諧振頻率的近似計(jì)算：外電路電流很小外電路輸入有功功率，以補(bǔ)償損耗。電感磁芯導(dǎo)線電阻電容介質(zhì)4.諧振時(shí)的電流分配：定義：電流諧振時(shí)，兩支路電流幾乎為總電流的Q倍附表一：并聯(lián)與串聯(lián)諧振回路的比較

串聯(lián)諧振電路（電壓諧振）并聯(lián)諧振電路（電流諧振）電路形式

諧振條件諧振阻抗品質(zhì)因數(shù)諧振時(shí)電容或電感上的電流或電壓對(duì)電源的要求低內(nèi)阻的信號(hào)源內(nèi)阻較大的信號(hào)源【例1】：

LC串聯(lián)諧振電路中，電感L=50μH，電容C=200PF，電路品質(zhì)因數(shù)Q=50，信號(hào)源電壓Us=1mV,試求電路的諧振頻率f0,諧振時(shí)電路電流I0及電容器兩端電壓Uc?！纠?】：一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路的元件參數(shù)為：L=0.1mH，C=400PF，R=10Ω，信號(hào)源電壓Us=10mV,試求電路的諧振頻率f0,諧振阻抗Z0，諧振電流I0，品質(zhì)因數(shù)Q，及電感和電容器兩端電壓UL

、Uc?！纠?】：有一個(gè)串聯(lián)諧振電路，當(dāng)信號(hào)源頻率為電路諧振頻率f0=100KHz時(shí)，電路諧振電流I0=100mA；當(dāng)信號(hào)源頻率變?yōu)閒1=99KHz和f2=101KHz時(shí)，電路電流都是70mA。問(wèn)：(1)信號(hào)源頻率為f1時(shí)，電路呈感性還是容性？(2)求電路品質(zhì)因數(shù)Q?！纠?】：一個(gè)串聯(lián)諧振電路的元件參數(shù)為：L=0.1mH，C=800PF,R=10Ω，求通頻帶△f。本講到此結(jié)束謝謝大家！本節(jié)講授第五章交流電§5.6

諧振電路(并聯(lián))上節(jié)回顧1.串聯(lián)共振的概念和條件？2.串聯(lián)共振的特點(diǎn)。3.串聯(lián)共振電路的品質(zhì)因數(shù)的概念及三重意義。

Z最小(R)、I最大、

=0、電路儲(chǔ)能穩(wěn)定。

Q值越大，諧振電路儲(chǔ)能的效率越高

Q值越大，頻率選擇性越好，通頻帶窄

Q值越大，電感和電容上的電壓與總電壓之比越大4.Q值與電路中具體的參數(shù)RLC關(guān)系。5.試述收音機(jī)輸入電路的電磁學(xué)原理。6.如果用一個(gè)400mH的固定電感與一個(gè)可變的調(diào)諧電容器組成一個(gè)串聯(lián)諧振電路．為了使之能在200—600m的波段上調(diào)諧，則電容的調(diào)諧范圍應(yīng)為多少?一、并聯(lián)諧振LRCu●●并聯(lián)諧振電路

Z,

值均與ω有關(guān)在某個(gè)特定的頻率f0下，Z,

也達(dá)到極值ZZ,IIfO諧振頻率：諧振阻抗與諧振電流：3.諧振頻率的近似計(jì)算：外電路電流很小外電路輸入有功功率，以補(bǔ)償損耗。電感磁芯導(dǎo)線電阻電容介質(zhì)4.諧振時(shí)的電流分配：定義：電流諧振時(shí)，兩支路電流幾乎為總電流的Q倍附表一：并聯(lián)與串聯(lián)諧振回路的比較

串聯(lián)諧振電路（電壓諧振）并聯(lián)諧振電路（電流諧振）電路形式

諧振條件諧振阻抗品質(zhì)因數(shù)諧振時(shí)電容或電感上的電流或電壓對(duì)電源的要求低內(nèi)阻的信號(hào)源內(nèi)阻較大的信號(hào)源【例1】：

LC串聯(lián)諧振電路中，電感L=50μH，電容C=200PF，電路品質(zhì)因數(shù)Q=50，信號(hào)源電壓Us=1mV,試求電路的諧振頻率f0,諧振時(shí)電路電流I0及電容器兩端電壓Uc?！纠?】：一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路的元件參數(shù)為：L=0.1mH，C=400PF，R=10Ω，信號(hào)源電壓Us=10mV,試求電路的諧振頻率f0,諧振阻抗Z0，諧振電流I0，品質(zhì)因數(shù)Q，及電感和電容器兩端電壓UL

、Uc?！纠?】：有一個(gè)串聯(lián)諧振電路，當(dāng)信號(hào)源頻率為電路諧振頻率f0=100KHz時(shí)，電路諧振電流I0=100mA；當(dāng)信號(hào)源頻率變?yōu)閒1=99KHz和f2=101KHz時(shí)，電路電流都是70mA。問(wèn)：(1)信號(hào)源頻率為f1時(shí)，電路呈感性還是容性？(2)求電路品質(zhì)因數(shù)Q?！纠?】：一個(gè)串聯(lián)諧振電路的元件參數(shù)為：L=0.1mH，C=800PF,R=10Ω，求通頻帶△f。本講到此結(jié)束謝謝大家！本節(jié)講授第五章交流電§5.7交流電橋上節(jié)回顧1.串聯(lián)共振的概念和條件？2.串聯(lián)共振的特點(diǎn)。3.串聯(lián)共振電路的品質(zhì)因數(shù)的概念及三重意義。

Z最小(R)、I最大、

=0、電路儲(chǔ)能穩(wěn)定。

Q值越大，諧振電路儲(chǔ)能的效率越高

Q值越大，頻率選擇性越好，通頻帶窄

Q值越大，電感和電容上的電壓與總電壓之比越大4.Q值與電路中具體的參數(shù)RLC關(guān)系。5.試述收音機(jī)輸入電路的電磁學(xué)原理。6.如果用一個(gè)400mH的固定電感與一個(gè)可變的調(diào)諧電容器組成一個(gè)串聯(lián)諧振電路．為了使之能在200—600m的波段上調(diào)諧，則電容的調(diào)諧范圍應(yīng)為多少?一、電橋簡(jiǎn)介：電橋（直流、交流）是一種比較式儀表，它的準(zhǔn)確度和靈敏度都較高。直流電橋：測(cè)電阻；交流電橋：測(cè)電容、電感、頻率和Q值等。平衡：支路“N”電流（參見(jiàn)圖5.71）則即得或而(i=1,2,3,4)故平衡時(shí)一次平衡，可測(cè)兩量平衡條件：～N●●●●ABCD圖5.71交流電橋【討論】：交流電橋平衡時(shí)要同時(shí)滿足兩個(gè)條件：阻抗位相當(dāng)然也就可同時(shí)測(cè)得兩個(gè)未知量。四臂阻抗性質(zhì)的配置應(yīng)有一定約束。（滿足一定條件）例如：若3、4臂為電阻，即則平衡時(shí)應(yīng)滿足顯然1、2臂必須是同性電抗。若2、3臂為電阻，即則平衡時(shí)應(yīng)滿足顯然1、4臂必須是異性電抗。否則不可能達(dá)到平衡。二、常用交流電橋預(yù)備知識(shí)：電容的損耗角δ和耗散因數(shù)tanδ

實(shí)際電容器在電路中可以等效成一純電容C和一損耗電阻rc的串聯(lián)C其中δ稱(chēng)為損耗角

耗散因數(shù)P功率三角形j損耗(P)大，耗散因數(shù)tanδ大電感線圈的品質(zhì)因數(shù)Q實(shí)際電感線圈總存在電阻，在低頻情況下，可將它等效成一純電感線圈L和一損耗電阻rl的串聯(lián)。L品質(zhì)因數(shù)損耗(P)少，品質(zhì)因數(shù)Q大電容橋：測(cè)量電容器的電容和損耗圖5.72電容橋～NCxrxR3R4●●●●●C2C4復(fù)阻抗平衡即所以常見(jiàn)電橋：圖5.73LC

電橋～NLxrxR3R4●●●●●R2C4MaxwellLC電橋復(fù)阻抗平衡得頻率電橋臂1為串聯(lián)諧振電路。平衡條件：測(cè)量過(guò)程：將C1

短接，用直流電源，調(diào)節(jié)R1

，使電橋平衡，則測(cè)量信號(hào)源頻率時(shí)，調(diào)節(jié)C1

，使電橋平衡，則可得圖5.74頻率電橋～NL1R1R3R4●●●●R2C1本講到此結(jié)束謝謝大家！本節(jié)講授第五章交流電§5.8

復(fù)數(shù)形式的基爾霍夫定律上節(jié)回顧1.交流電橋平衡的條件？阻抗位相2.交流電橋平衡的四臂的約束條件？3.常見(jiàn)交流電橋的作用和原理？4.電感線圈的品質(zhì)因數(shù)和電容器的耗散因數(shù)？～N●●●●ABCDOZ1Z2Z3Z4交流電橋一、復(fù)數(shù)形式的基爾霍夫定律適用條件：適用于處理只有一個(gè)電源或有若干個(gè)同步電源的復(fù)雜交流電路基本形式：任一時(shí)刻，連接于任一節(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和等于零。參考方向指向節(jié)點(diǎn)的電流相量為正，反之為負(fù)任一時(shí)刻，沿電路中任一回路的所有支路電壓的代數(shù)和等于零。沿回路繞行方向電勢(shì)降落的相量為正，反之為負(fù)(確保電路中電流、電壓都是同頻簡(jiǎn)諧量)

如圖所示電路中,已知電流表A1、A2、A3都是10A,求電路中電流表A的讀數(shù)?！纠?】：選定瞬時(shí)電流參考方向以節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，列方程設(shè)端電壓則在濾波電路的實(shí)際應(yīng)用中，為了加強(qiáng)濾波效果，往往采用如圖所示的多級(jí)RC濾波電路，圖示電路實(shí)際上是三個(gè)單級(jí)RC濾波電路單元組成的多次分壓電路，與單級(jí)RC濾波電路相比，最終輸出的電壓更為平穩(wěn)。試用基爾霍夫定律計(jì)算該濾波電路輸出和輸入復(fù)電壓之比。【例2】：標(biāo)定某一瞬時(shí)電源的極性在每段支路上標(biāo)定電流方向?yàn)槊恳粋€(gè)閉合回路規(guī)定繞行方向?qū)芈?：對(duì)回路Ⅱ：對(duì)回路Ⅲ：整理為關(guān)于、、的三元一次方程：解出為：二、有互感的電路計(jì)算計(jì)算有互感的電路時(shí)，情況相對(duì)復(fù)雜一些，在按照基爾霍夫定律列方程時(shí)，還應(yīng)考慮互感引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)電路中電壓、電流的影響。*互感電動(dòng)勢(shì)*正負(fù)號(hào)如何選??？與線圈的繞向、相對(duì)位置有關(guān)。*自感電動(dòng)勢(shì)mn同名端和異名端：··～●●AB●●CD符號(hào)法則：電流從同名端流入，且兩線圈電流變化趨勢(shì)一樣則互感電動(dòng)勢(shì)與自感電動(dòng)勢(shì)方向相同*由自感引起的電勢(shì)降落為*線圈L2

在線圈L1

中的互感引起的電勢(shì)降落為～●●AB●●CD總結(jié)：列出下圖所示的電路方程。解：根據(jù)基爾霍夫方程組，考慮到上述互感電壓正負(fù)號(hào)的規(guī)定。對(duì)于回路1對(duì)于回路2其中【例3】：本講到此結(jié)束謝謝大家！本節(jié)講授第五章交流電§5.9

變壓器上節(jié)回顧1.復(fù)數(shù)形式的基爾霍夫定律？節(jié)點(diǎn)電流方程回路電壓方程2.解題三步驟？在每段支路上標(biāo)定電流方向(同)流出節(jié)點(diǎn)取正流入節(jié)點(diǎn)取負(fù)為每一個(gè)閉合回路規(guī)定繞行方向(同)順電流方向取正逆電流方向取負(fù)標(biāo)定某一瞬時(shí)電源的極性(不同)從+到–繞行取正從–到+繞行取負(fù)3.有互感的電路計(jì)算自感電動(dòng)勢(shì)引起的壓降互感電動(dòng)勢(shì)引起的壓降4.同名端的判斷。一、理想變壓器概述：鐵芯：“EI”型，“C”型，“O”型等；繞組：輸入端，原邊，初級(jí)繞組輸出端，副邊，次級(jí)繞組電不通磁耦合原理：互感應(yīng)原邊與副邊電路獨(dú)立自耦變壓器原、副邊為同一繞組，抽頭。硅（矽）鋼片，鐵氧體等軟磁材料。理想變壓器的條件：無(wú)漏磁漏磁損耗繞組無(wú)電阻銅損耗，即焦耳熱損耗鐵芯無(wú)鐵損鐵損耗，包括渦流損耗和磁滯損耗原、副邊感抗ZL→∞，空載電流0。熱聲、熱按螺線管計(jì)算所以可見(jiàn)，影響ZL

的因素：——鐵芯材料——繞組匝密度——鐵芯體積理想變壓器的變比公式：電壓變比公式：

變壓器原理圖～●●AB●●CD磁鏈由基爾霍夫定律輸出和輸入電壓與線圈匝數(shù)成正比，位相相反。電流變比公式：空載電流時(shí)的原邊電流當(dāng)時(shí)，即有負(fù)載時(shí)而令稱(chēng)為“反射”電流得又無(wú)漏磁則輸出和輸入電流與線圈匝數(shù)成反比，位相相反。功率關(guān)系：副邊輸出功率與反相原邊輸入功率與反相又知理想變壓器，輸入、輸出有功功率相等。由變比公式得事實(shí)上，原線圈并非消耗了有功功率，而是通過(guò)磁場(chǎng)的耦合傳遞到副線圈回路上了。

問(wèn)題：原線圈中沒(méi)有電阻，如何消耗有功功率？阻抗變比公式：從原線圈看從副線圈看可得此式表明，在副線圈接阻抗Z相當(dāng)于在原線圈中獲得N1/N2平方倍的阻抗Z′

阻抗變換

5)阻抗匹配阻抗匹配：當(dāng)負(fù)載電阻R與電源內(nèi)阻r相等時(shí)，負(fù)載獲得最大功率的現(xiàn)象。問(wèn)題：在無(wú)線電電路中，往往出現(xiàn)負(fù)載阻抗很小而電源內(nèi)阻很大的現(xiàn)象，如何使它們匹配起來(lái)呢？阻抗變換例：已知信號(hào)源電動(dòng)勢(shì)為ε＝6V，內(nèi)阻r＝100Ω，揚(yáng)聲器電阻R＝4Ω，當(dāng)原副線圈的匝數(shù)比為多大時(shí)，阻抗匹配？作業(yè)：

1.如圖所示，輸出變壓器的次級(jí)有中間抽頭，以便接3.5Ω的揚(yáng)聲器或接8Ω的揚(yáng)聲器都能使阻抗匹配，次級(jí)線圈兩部分匝數(shù)之比N1/N2應(yīng)為多少？(0.5)

2.

將一個(gè)輸入220V、輸出6.3V的變壓器改繞成輸入220V、輸出30V的變壓器，現(xiàn)拆出次級(jí)線圈，數(shù)出圈數(shù)是38匝，應(yīng)改繞成多少匝？(181)

3.

理想變壓器匝數(shù)比

N2/

N1=10，交流電源電壓為110V，負(fù)載1.0KΩ,求兩線圈中的電流？（11A，1.1A）本節(jié)講授第五章交流電§5.10

三相交流電上節(jié)回顧1.什么是理想變壓器？2.變比公式。3.什么是阻抗匹配？4.理想變壓器原副邊功率關(guān)系？一、三相交流電的產(chǎn)生三相交變電動(dòng)勢(shì)：各相繞組首末兩端電壓：三相正弦電壓的相量式:波形圖和相量圖：對(duì)稱(chēng)三相正弦量出現(xiàn)同一值(如正幅值)的先后次序二、對(duì)稱(chēng)三相正弦量的相序正序負(fù)序零序三、三相交流電電源的接線方法：星形接法（三相四線制）：三角形接法：相電壓UP：一相繞組兩端的電壓。線電壓U?：端線與端線之間的電壓。相電壓有效值相等：線電壓是相電壓的：

相電壓就是線電壓：四、三相交流電負(fù)載的接線方法：負(fù)載星形接法（電源為三相四線制）：特征：1.負(fù)載兩端電壓為：2.若三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)，三相電流相位彼此差：3.若三相負(fù)載相同,中線電流為0.【討論】：

三相負(fù)載不同時(shí)省去中線會(huì)造成什么后果？【例1】：

中線接通：各相電壓相等，與負(fù)載的阻抗無(wú)關(guān).中線斷開(kāi)：a、b串聯(lián)，c斷開(kāi).中線不能隨意中斷

如圖星形負(fù)載每一相并聯(lián)五盞相同的電燈，其中a相點(diǎn)燃了三盞，b相點(diǎn)燃了兩盞，c相一盞也沒(méi)點(diǎn)燃。求中線接通和斷開(kāi)兩種情況下a、b相的電壓，已知電源線電壓380伏。負(fù)載三角形接法（電源為三相四線制）：特征：1.負(fù)載兩端電壓為：2.若三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)，則每相負(fù)載上的電流IP

：3.線電流與相電流的關(guān)系：四、三相電功率：三相交流電的電功率等于各相功率之和，在三相負(fù)載完全相同的情況下（設(shè)電源采用星形接法）三相電路的總平均功率為

若負(fù)載是星形接法

若負(fù)載是三角形接法

ZBZCZAN'NZBZCZAN作業(yè)：

1.有一星形聯(lián)接的三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載(電動(dòng)機(jī))，每相的阻抗

Ω；電源的線電壓為380V，求：

(1)線電流；(22A)(2)負(fù)載所消耗的功率；(8.7KW)(3)(66A,26KW)(3)如果改接成三角形，求線電流和負(fù)載所消耗的功率。

2.

三相交流電的線電壓為380V，負(fù)載是不對(duì)稱(chēng)的純電阻，RA=RB=22Ω，RC=27.5Ω，作星形聯(lián)接。

(1)求中線電流；(2.0A)矢量和

(2)求各相的相電壓；(220V)(3)若中線斷開(kāi)，各相電壓將變?yōu)槎嗌伲?212V,212V,235V)本節(jié)講授第五章交流電§5.11

暫態(tài)過(guò)程上節(jié)回顧1.對(duì)稱(chēng)三相交流電的特點(diǎn)？3.什么是三相電源的星形連接，什么是端線（火線），什么是中線（零線）？2.什么是相序？4.什么是線電壓？什么是相電壓？5.電源的星形連接的線電壓與相電壓的關(guān)系如何？6.什么是三相電源的三角形連接？特點(diǎn)是什么？7.什么是負(fù)載的星形連接？特點(diǎn)是什么？8.什么是負(fù)載的三角形連接？特點(diǎn)是什么？9.三相電功率怎么計(jì)算？一、暫態(tài)過(guò)程

暫態(tài)C電路處于舊穩(wěn)態(tài)KRU+_開(kāi)關(guān)K閉合電路處于新穩(wěn)態(tài)RU+_tUUc=UUc=0舊穩(wěn)態(tài)

新穩(wěn)態(tài)

暫態(tài)過(guò)程：從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程。1.暫態(tài)過(guò)程的概念2.暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的原因

①產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)程的原因是：能量的積累和釋放都需要時(shí)間；

②產(chǎn)生過(guò)渡過(guò)程的條件是：電路中有儲(chǔ)能元件，且電路狀態(tài)發(fā)生變化（如：電路接入電源、從電源斷開(kāi)、電路參數(shù)改變等）；電路狀態(tài)的變化也稱(chēng)換路。

③能量不能躍變導(dǎo)致電容電壓和電感電流不能躍變。3.換路定律換路定律內(nèi)容:在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能突變。設(shè)：t=0時(shí)換路---換路前終了瞬間---

換路后初始瞬間則換路時(shí)電壓方程:不能突變uL發(fā)生了突變根據(jù)換路定理解:

iLUKt=0uLuR例1：已知:R=1kΩ,L=1H,U=20V，開(kāi)關(guān)閉合前設(shè)t=0時(shí)開(kāi)關(guān)閉合,求:。二、一階電路的零輸入響應(yīng)1.RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)(a)電路圖；(b)換路瞬間等效電路一階電路：只含有一個(gè)儲(chǔ)能元件的電路稱(chēng)為一階電路。零輸入響應(yīng)：動(dòng)態(tài)電路在沒(méi)有獨(dú)立源作用的情況下由初始儲(chǔ)能激勵(lì)而產(chǎn)生的響應(yīng)。U0+_R(a)12VSiCUC+_U0RS(b)Uc+_

根據(jù)