电工技术基础与技能ppt第4章 单相交流电路

电工技术基础与技能姚锦卫主编第4章2学习目标知识目标：掌握正弦交流电的三要素、理解正弦量的表现形式及其对应关系；理解正弦量的旋转矢量表示法，了解正弦量解析式、波形图、矢量图的相互转换；掌握纯电阻、纯电感、纯电容电路中电压与电流的关系；理解RL、RC、RLC串联电路的阻抗概念，掌握电压三角形、阻抗三角形的应用；了解常用电光源、新型电光源及其构造和应用；理解电路中瞬时功率、有功功率和视在功率并会计算，理解电路的功率因数；了解新型电能计量仪表，了解提高电路功率因数的意义及方法。电工技术基础与技能第4章第4章单相正弦交流电路3学习目标技能目标：1.能绘制荧光灯电路图，会按图纸要求安装荧光灯电路，能排除荧光灯电路常见故障；2.会使用信号发生器、毫伏表、示波器，会用示波器观察信号波形、测量电压参数；3.会使用交流电压表、电流表，会用示波器观察交流串联电路的电压电流相位；4.会使用仪表测量交流电路的功率和功率因数，会安装照明电路配电板。电工技术基础与技能第4章第4章单相正弦交流电路4任务总览4.1单相正弦交流电的认识4.2纯电阻、纯电感、纯电容电路4.5非正弦周期波实训项目操作指导本章小结电工技术基础与技能第4章4.3串联电路4.4电能测量与节能第4章单相正弦交流电路54.1单相正弦交流电的认识电工技术基础与技能第4章实践环节两只反向并联的发光二极管与电阻串联后，分别接到电池盒和小型变压器上。按图4-1连接电路，观察电路现象。图4-164.1单相正弦交流电的认识4.1.1正弦交流电的基本知识电工技术基础与技能第4章交流电是指大小和方向都随时间变化的电流、电压和电动势，常用AC（AlfernatingCurrrent）来表示。随时间按正弦规律变化的交流电，称为正弦交流电，不按正弦规律变化的交流电称为非正弦交流电。1.交流电的定义图4-2常见的交流电波形72.正弦交流电的产生电工技术基础与技能第4章图4-3交流发电机模型4.1单相正弦交流电的认识8电工技术基础与技能第4章正弦交流电的波形图0sin()meEt4.1单相正弦交流电的认识图4-4正弦交流电的波形图正弦交流电的解析式9电工技术基础与技能第4章最大值和有效值的关系4.1单相正弦交流电的认识周期和频率的关系角频率、周期和频率的关系3.正弦交流电的三要素正弦交流电包含三个要素：最大值（或有效值）、周期（或频率、角频率）和初相位。10电工技术基础与技能第4章4.1单相正弦交流电的认识例4-1我国供电电源的频率为50HZ，称为工业标准频率，简称工频，试计算其周期、角频率。解：周期110.0250Tssf223.1450/314/fradsrads角频率11电工技术基础与技能第4章案例引入4.1单相正弦交流电的认识若自行车匀速向前运动，则a点的运动轨迹如图中蓝线所示，呈正弦波形式。自行车在起动瞬间，a点所对应的自行车辐条与水平面的夹角，类似于交流电的初相位；无论自行车怎样运动，轮胎上各点之间的相对位置始终不变（如a点和b点），类似于同频率的几个交流电的相位差不变；车轮转动时，轮胎上b点总比a点先达到最高点，类似于交流电中b超前于a。12电工技术基础与技能第4章正弦交流电的相位关系4.1单相正弦交流电的认识图4-6正弦交流电的相位关系a)超前、滞后b)同相c)反相d)正交只有同频率的正弦交流电才可以比较相位关系。习惯上规定相位差用绝对值用小于的角来表示。134.1单相正弦交流电的认识4.1.2旋转矢量表示法电工技术基础与技能第4章1.旋转矢量表示法正弦交流电的旋转矢量表示法旋转矢量图表示法只有同频率正弦量的矢量才能画在同一个矢量图中。旋转矢量的加、减运算可以按平行四边形法则进行。144.1单相正弦交流电的认识电工技术基础与技能第4章2.同频率正弦交流电相加的矢量运算同频率的正弦交流量相加，其和仍为同频率正弦交流量。它们的运算可以按平行四边形法则进行。步骤为：•（1）作基准线x轴（基准线通常省略不画），确定比例单位；•（2）作出正弦交流电相对应的旋转矢量；•（3）根据矢量的平行四边形法则作图；•（4）根据得到的和矢量的长度及和矢量与x轴的夹角就是所得正弦量的最大值（或有效值）和初相角φ0；写出表达式。3.三种表示法的相互转换解析式、波形图和旋转矢量三种表示法可以相互转换。154.2纯电阻、纯电感、纯电容电路电工技术基础与技能第4章4.2.1纯电阻电路在纯电阻电路中，电阻两端的电压u与通过它的电流i同相位。164.2纯电阻、纯电感、纯电容电路电工技术基础与技能第4章4.2.2纯电感电路交流电路中纯电感两端电压超前电流90°。电感对电流的阻碍作用叫感抗，用XL表示，单位为欧姆。感抗的大小为XL＝ωL＝2πfL174.2纯电阻、纯电感、纯电容电路电工技术基础与技能第4章4.2.3纯电容电路交流电路中纯电容两端电压滞后电流90°。电容对电流的阻碍作用叫做容抗，用XC表示，单位为欧姆。容抗的大小为112CXfCC184.2纯电阻、纯电感、纯电容电路电工技术基础与技能第4章4.2.4单一参数交流电路的功率1)瞬时功率p2)有功功率P=UIcosφ3)无功功率Q=UIsinφ4)视在功率cosPSp=ui22SPQ图4-39功率三角形有功功率P、无功功率Q和视在功率S三者之间构成三角形关系，即功率三角形。194.3串联电路电工技术基础与技能第4章4.3.1RL串联电路1.RL串联电路中电压间关系2.RL串联电路的阻抗和功率RL串联电路电压三角形RL串联电路阻抗三角形RL串联电路功率三角形RL串联电路右图所示。RL串联电路204.3串联电路电工技术基础与技能第4章4.3.2RC串联电路1.RC串联电路中电压间关系2.RC串联电路的阻抗和功率RC串联电路电压三角形RC串联电路阻抗三角形RC串联电路功率三角形RC串联电路右图所示。RC串联电路214.3串联电路电工技术基础与技能第4章4.3.3RLC串联电路1.RLC串联电路中电压间关系2.RLC串联电路的阻抗RLC串联电路功率三角形RLC串联电路右图所示。RLC串联电路XCXLXCXLXC=XL3.RLC串联电路的功率2222()LCUZRXXRXI224.4电能测量与节能4.4.1电能的测量电能做功所消耗电能的多少可以用电功来度量。电功的计算公式为：电工技术基础与技能第4章WUItPt电能用电能表来计量。常用电度表4.4.2节能234.4电能测量与节能4.4.2节能电工技术基础与技能第4章中国能效标识4.4.3功率因数的提高1.家庭节电2.企业节电1.功率因数提高的意义2.功率因数提高的方法1）提高自然功率因数2）人工补偿无功功率244.5非正弦周期波电工技术基础与技能第4章示波器扫描电压像示波器中的锯齿波、计算机中用的矩形波等都是非正弦交流电。不按正弦规律做周期性变化的电流或电压波形，称为非正弦周期波。1.非正弦周期波的产生2.分析方法3.电网谐波的危害25本章小结电工技术基础与技能第4章26本章小结电工技术基础与技能第4章27电工技术基础与技能第4章•制作：姚锦卫•E-mail：[e-mail]