电工技能培训-12正弦交流电路

下一页总目录章目录返回上一页同学们好！四川乐山大佛下一页总目录章目录返回上一页第4章正弦交流电路4.1正弦电路的基本概念4.2正弦量的相量表示法4.3电阻、电感、电容元件的正弦交流电路4.4电阻、电感与电容元件的串联交流电路4.5阻抗的串联和并联4.6复杂交流电路的分析4.7谐振电路4.8交流电路的频率特性4.9功率因数的提高4.10非正弦周期电压和电流（第十一讲）☻☻☻☻下一页总目录章目录返回上一页21IRIRU交流电路、与参数R、L、C、间的关系如何？UI研究电流、电压的关系U=IR+IL+I1/C?在直流电路两电阻串联中4.4RLC串联的交流电路设：tωsinIi2RLC串联交流电路中RLCRu+_Lu+_Cu+_u+_i下一页总目录章目录返回上一页tωIisin2设：)90(sin)1(2)90(sin)(2sin2tωCωItωLωItωIRu则(1)用瞬时值表达式讨论根据KVL可得：CLRuuuutiCtiLiRd1dd为同频率正弦量1.电流、电压的关系RLCRu+_Lu+_Cu+_u+_i下一页总目录章目录返回上一页(2)相量法CLCLXXRIXIXIRIUj)j()(jCLRUUUU0II设（参考相量）)j(CCXIU)(jLLXIU则RIUR总电压与总电流的相量关系式RjXL-jXCRU+_LU+_CU+_U+_I1)相量式下一页总目录章目录返回上一页CLXXRIUjCLXXRZj令则ZIUZ的模表示u、i的大小关系，辐角（阻抗角）为u、i的相位差。Z是一个复数，不是相量，上面不能加点。阻抗复数形式的欧姆定律注意根据iuiuIUZIUIUZ下一页总目录章目录返回上一页电路参数与电路性质的关系：22)(CLXXRIUZ阻抗模：CLXXRZZjRXXψψCLiuarctan阻抗角：RCLω/1arctan当XLXC时，0，u超前i呈感性当XLXC时，0，u滞后i呈容性当XL=XC时，=0，u.i同相呈电阻性由电路参数决定。下一页总目录章目录返回上一页2)相量图LUICLUUURU(0感性)XLXC参考相量由电压三角形可得:cosUURsinUUxURUCLUUXU电压三角形CUIRU(0容性)XLXCCULUCLUUURjXL-jXCRU+_LU+_CU+_U+_I下一页总目录章目录返回上一页由相量图可求得:RXXXXRZCLCLarctan)(22ZIXRIXXRIUUUUCLCLR)()(2222222)相量图由阻抗三角形：cosZRsinZXURUCLUUXUZRCLXXX电压三角形阻抗三角形下一页总目录章目录返回上一页2.功率关系tωItωUiupsin)(sinmmtωUItωIU2sinsinsincos2mm储能元件上的瞬时功率耗能元件上的瞬时功率在每一瞬间,电源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉,一部分与储能元件进行能量交换。(1)瞬时功率)(sinsinmmtωUutωIi设：RLCRu+_Lu+_Cu+_u+_i下一页总目录章目录返回上一页(2)平均功率P（有功功率）cosUIP所以cos)]d(2coscos[1d100UIttωUIUITtpTPTT单位:W总电压总电流u与i的夹角cos称为功率因数，用来衡量对电源的利用程度。下一页总目录章目录返回上一页(3)无功功率Q单位：varsinUIQ总电压总电流u与i的夹角根据电压三角形可得：RIIUUIPR2cos电阻消耗的电能)()(2CLCLCLXXIIUUIUIUQ根据电压三角形可得：URUXU电感和电容与电源之间的能量互换下一页总目录章目录返回上一页(4)视在功率S电路中总电压与总电流有效值的乘积。2IZUIS单位：V·A注：SN＝UNIN称为发电机、变压器等供电设备的容量，可用来衡量发电机、变压器可能提供的最大有功功率。22QPSQPSP、Q、S都不是正弦量，不能用相量表示。下一页总目录章目录返回上一页阻抗三角形、电压三角形、功率三角形SQP22)(CLXXRZsincosZXZR2)(CL2RUUUUsincosUUUUXR22QPSsincosSQSPRUUCLUU将电压三角形的有效值同除I得到阻抗三角形将电压三角形的有效值同乘I得到功率三角形RCLXXZ下一页总目录章目录返回上一页例：已知:)V20314(sin2220tuF40μ127mH,,Ω30CLR求:(1)电流的有效值I与瞬时值i;(2)各部分电压的有效值与瞬时值；(3)作相量图；(4)有功功率P、无功功率Q和视在功率S。在RLC串联交流电路中，解：,Ω40101273143LωXL,Ω801040314116-CωXC,Ω5080)(4030)(2222CLXXRZ下一页总目录章目录返回上一页(1)4.4AA50220ZUI)A73314(sin244ti.-533080-40arctanarctanRXXCL73,-53iiuψψψ所以因为(2)方法1：)V73314(sin2132tuR132V30V4.4IRUR)V163314(sin2176tuL176VV404.4LLIXU下一页总目录章目录返回上一页)V17314(sin2352tuC352V804.4CCIXU53ULUCUCLUUIRU通过计算可看出：CLRUUUUCLRUUUU而是(3)相量图(4)580.8W)W53(cos4.4220cosUIP或580.8W2RIIUPR下一页总目录章目录返回上一页(4)-774.4var)var53(sin4.4220sinUIQ或-774.4var)()(2CLCLXXIIU-UQ呈容性方法2：复数运算Ω5350j40)30()(jCLXXRZA734.4A53-5020220ZUIV7313230V734.4RIURV163176V7340j4.4jLLXIUV17-352V7380j4.4jCCXIUV20220U解：下一页总目录章目录返回上一页正误判断ZUI？？ZUIZui？ZUI？在RLC串联电路中，ZUI？？UUUCLarctan？RXXCLarctanRCLUUUarctan？？CXLXRUI？CLRUUUU？CLRuuuu？)CLXXRZj(RCωLωarctan？？CLXXRZ0II设下一页总目录章目录返回上一页•本节小结–熟练掌握计算方法•作业–P135:4-5，4-11(第十三讲结束)