文档介绍：第九章交流电路(一)要求 1、掌握交流电的三要素和交流电的瞬时值、有效值、最大值等基本概念 2 、熟练掌握三种理想元件 R、L、C 电路中电压与电流的关系 3、掌握交流电路的矢量图解法,了解复数解法 4 、明确功率因数的概念,了解提高功率因数的意义和方法(二)要点 1、简谐交流电的产生和描述(1)简谐交流电(2)简谐交流电的三要素(3)简谐交流电的描述 2、三种理想元件的电压与电流的关系(1)纯电阻 R的电压与电流的关系(2)纯电感 L的电压与电流的关系(3)纯电容 C的电压与电流的关系 3、交流电路的矢量图解法*4、交流电路的复数解法 5、交流电路的功率(1)瞬时功率、平均功率、视在功率(2)功率因数(3)提高功率因数的意义和方法(三)难点 1、交流电路中电压、电流的相位关系 2、求解交流电路的具体问题§ 9-1 交流电一、简谐交流电大小和方向都随时间变化的电流(或电压)叫交流电。大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的电流(或电压)叫简谐交流电,或叫正弦交流电。我们日常用的电都是正弦交流电,它是各种形式的交流电中最为基本和重要的。由数学可知,一个正弦量与时间的函数关系可以用它的频率、初位相和振幅三个量来表示它的基本特征,这三个量叫正弦量的三要素。对于一个正弦交流电来说,也可以由这三要素来唯一决定。一个正弦交流电流,其数学表达式为式中表示交流电流的瞬时大小,称为瞬时值。表示正弦电流振幅的大小,称为最大值。表示正弦电流的角频率,表示正弦电流的初位相。及是表示正弦交流电的三要素,也是区分不同正弦电流的依据。二、描述简谐交流电的特征量 1、周期、频率和角频率简谐交流电完成一次周期性变化所用的时间叫周期,用表示,它是波形重复出现的最短时间。单位时间内简谐交流电完成周期性变化的次数叫频率,用表示,单位:赫兹( )。它与周期的关系或我国及其他多数国家发电厂发出的交流电的频率为 50Hz ,通常称为“工频”,也有的国家采用 60Hz 的。其它技术领域里应用着不同频率的交流电, 如航空工业用的交流电为 400Hz ,电子技术里应用的音频电流约是 20Hz ~20KHz 。简谐交流电变化一个周期,相当于正弦函数变化了个弧度,称之为电角度。单位时间内交流电变化的电角度称为电角速度,亦称角频率,用表示。那么由此可见,用角频率也表示交流电变化的快慢。单位: 弧度/秒( )。 2、瞬时值、最大值和有效值⑴瞬时值交流电在任一时刻的实际值叫做瞬时值,瞬时值只从随时间变化的关系上说明某一时刻正弦量的大小。规定交流电的瞬时值一律用英文小写字母表示, 如i、u、e分别表示交流电流、电压和电动势的瞬时值。⑵最大值(幅值) 交流电在变化过程中所出现的最大瞬时值叫做最大值(幅值),它是简谐交流电的振幅。交流电幅值通常用英文大写字母加下标 m表示,如用 I m、U m、E m分别表示交流电流、电压和电动势的最大值。⑶有效值一个交流电流的作功能力相当于某一数值的直流电流的作功能力,这个直流电流的数值就是该交流电的有效值。如图所示,在同一个电阻 R中分别通以交流电和直流电,在相同的时间内产生的热量相同,我们就说这两个电流等效,这个直流电流的数值就是该交流电流的有效值。即交流电的有效值就是与它平均耗能相等的直流电的值。通常用英文大写字母不加下标表示,如用分别表示交流电流、电压和电动势的有效值。根据焦耳定律,交流电流在一个周期内产生的热量为直流电流在一个周期内产生的热量为根据有效值的定义,两种电流产生的热量相等,即由此得交流电流的有效值设交流电流为,代入上式,得在电工测量中,常用的交流电压表、电流表测得的数值都是有效值,交流电设备铭牌上标注的也是有效值。 3、位相、初位相和位相差⑴位相和初位相交流电在随时间变化的过程中,不同时刻对应着不同的电角度,从而得到不同的瞬时值,所以正弦交流电中的反映了正弦量在交变过程中瞬时值的变化进程。我们把叫正弦交流电的位相(或位相角)。当时,正弦量的位相叫初位相。⑵位相差两个同频率的正弦交流电在任一时刻位相角之差称为位相差。设两个同频率的正弦交流电分别是它们之间的位相差角是如果一个正弦量比另一个正弦量先达到正的最大值或零值,那么在位相上就说前者“超前”后者, 或者说后者在位相上“落后”于前者。,则比超前角(或比落后角); 若,则比落后角(或比超前角)。如果两个正弦量的初位相相同, ,我们称和同相;如果两个正弦量的初位相相反,即,我们称和反相。§ 9-2 三种理想电路交流电路的基本问题与直流电路一样,也是确定电路中各元件上的电流和电压关系以及电流、电压和功率在电路中的分配问题。而最基本的交流电路是由纯电阻、纯电容、纯电感分别组成的单一元件的理想电路。一、纯电阻电路设加在电阻两端的电压为则在电阻中将有电流流过。虽然电压和电流随时间变化,但在某一瞬间