文档介绍：第八章
交流电路
前言(Preface)
交流电概述(Review of alternating currents)
三种理想元件的电压与电流的关系(Relation between
voltage & current of three kinds of ideal elements)
矢量图解法(Vector diagram method)
plex number method)
交流电的功率(Alternating current power)
谐振电路与Q值的意义(Resonance circuit)
变压器原理(自己阅读)
一、本章的基本内容及研究思路
本章讨论的是非稳恒电路问题,严格地讲,电路中的变化与周围电磁场的变化密切不可分割,这就使非稳恒电路问题变得十分复杂。但是在随时间变化不太快的情况下,交流电路每一瞬间的情况可与一直流电路相当,电路可看成“似稳的”,可以认为电路中各点的电场均同步地变化,使得电路中各点电流的位相相同,因此电流的大小和方向也相同。即它保留了稳恒电路的许多重要特征。有关似稳电路的概念及其条件,将在下章讨论,本章假定,似稳条件是满足的。
§1 前言(Preface)
本章,我们将从交流电的基本概念讲起,研究三种基本元件在交流电路中的作用,由于交流电路中存在着“位相”和“位相差”的问题,因此与直流电路相比就显得复杂多了。正是“位相”在交流电路中的重要影响,导致矢量图解法和复数解法的出现。我们先讲矢量图解法,解决简单电路中的一些问题;然后再讲复数解法,进一步解决较为复杂的问题,最后讲交流电路中的功率、功率因数以及谐振等问题。
在学习本章时,首先要弄清简谐交流电的基本概念,以及交流电路简谐量的正方向的规定与选取。掌握住三种理想元件的电压与电流的位相关系,能较熟练地应用矢量图解法和复数解法去解决交流电路问题,并对所得结果的物理意义有清楚了解。在此基础上掌握交流电的功率,功率因数和谐振等问题就不会有困难了。
二、本章的基本要求
交流电的三要素:振幅频率初位相及交流电的瞬时值有效值是交流电的基本概念,应在理解的基础上牢固掌握;
交流电路中各类元件(纯电阻纯电感纯电容)的电压电流及元件电性能之间的位相关系是重点,要牢固掌握;
掌握串,并联电路的矢量图解法,并能进行有关计算;
掌握复数解法,了解电压复有效值,电流复有效值及复阻抗的概念, 并能进行有关计算;
掌握交流电路的功率和功率因素的概念,了解提高功率因素的方法;
了解串联谐振的特点与品质因素Q的意义;
掌握变压器中变换电压、电流、阻抗等关系式并能进行有关计算
三、本章的思考题及作业题
:584页—588页;
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§2 交流电概述(a review of alternating currents)
在一个电路里,如果电源的电动势e(t)随时间作周期性变化,则各段电路中的电压和电流都将随时间作周期性变化,这种电路叫做交流电路。交流电路广泛地应用于电力工程,无线电电子技术和电磁测量中。
,从发电到输配电,都用的是交流电。这里的电源是交流发电机。在前面我们介绍过一个最简单的原理性交流发电机,它是靠线圈在磁场中转动而获得的交变的感应电动势的。交流发电机产生的交变电动势随时间变化的关系图,基本上是正弦或余弦函数的波形,这样的交流电叫做简谐交流电。
,大多数也是交流电讯号。这里电讯号的来源是多种多样的。在收音机、电视机中通过天线接收了从电台发射到空间的电磁波。形成整机的讯号源。
(如交流电桥、示波器、频率计、Q表等)中,交流电源来自各种讯号发生器。这些讯号发生器自身也是一些特殊的电子电路,靠它激发的自生振荡,为其它测量仪器提供交流电动势。在各种无线电电子设备中往往具有多级放大电路,这时除了整机的交流电源外,前一级放大器的输出是后一级的输入,对后一级电路来说,我们也可以把前一级作为讯号源。
实际中不同场合应用的交流随时间变化的波形是多种多样的:
(1)市电是50周的简谐波;
(2)电子示波器用来扫描的讯号是锯齿波;
(3)电子计算机中采用的讯号是矩形脉冲;
(4)激光通讯用来载波的是尖脉冲;
(5)广播电台发射的讯号在中波段是535KC—1605KC的调幅波(即振幅随时间变化的简谐波);
(6)电视台和通讯系统发射的讯号兼有调幅和调频波(即频率随时间变化的简谐波)。
这里讲的“波”是习惯说法,其实都是电流i随时间t的变化状态(即振动状态),而不是波。我们知道,波方程必须既是时间t又是空间r(或其中之一,如x)的函数。
虽然交流电的波形多种多样,但其中最重要的是简