电工技术第四章正弦交电路.ppt

总电压 总电流 u 与 i 的夹角 平均功率P与总电压U、总电流 I 间的关系： ----- 功率因数 其中： ? * 在 R、L、C 串联的电路中，储能元件 R、L、C 虽然不消耗能量，但存在能量吞吐， 吞吐的规模用无功功率来表示。其大小为： 4. 无功功率 Q： * 4. 视在功率 S： 电路中总电压与总电流有效值的乘积。 单位：伏安、千伏安 P Q （有助记忆） S 注： S＝U I 可用来衡量发电机可能提供的最大功率（额定电压×额定电流） 视在功率 5. 功率三角形 无功功率 有功功率 * 电压三角形 S Q P 功率三角形 R 阻抗三角形 R L C 只适用于串联电路中 * 正误判断 因为交流物理量除有效值外还有相位。 ？ R L C 在R-L-C串联电路中 * ？ 正误判断 而复数阻抗只是一个运算符号。Z 不能加 “?” 反映的是正弦电压或电流， * ? 电容的储能 电容是一种储能元件, 储存的电场能量为： * 由基本关系式: 设： 正弦交流电路中电容电压和电流的关系 u i C 则： * 1. 频率相同 2. 相位相差 90° （u 落后 i 90° ） i u * 3. 有效值 或 容抗（Ω） 定义： 则： I * 4. 相量关系 设： 则： * 电容电路中复数形式的 欧姆定律 其中含有幅度和相位信息 领先！ * E + - ω e + - 关于容抗的讨论 直流 是频率的函数， 表示电容电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。 容抗 ω＝0 时 * 电容电路中的功率 u i 1. 瞬时功率 p * 充电 p 放电 放电 P 0 释放 能量 充电 P 0 储存 能量 u i u i u i u i i u ωt * 2. 平均功率 P * 瞬时功率达到的最大值（吞吐规模） 3. 无功功率 Q （电容性无功取负值） * 瞬时功率达到的最大值（吞吐规模） 3. 无功功率 Q （电容性无功取负值） * 已知： C ＝1μF 求：I 、i 例 u i C 解： 电流有效值 求电容电路中的电流 * 瞬时值 i 领先于 u 90° 电流有效值 * 1. 单一参数电路中电压电流的基本关系式 电感元件 基本关系 复阻抗 L 复阻抗 电容元件 基本关系 C 电阻元件 R 基本关系 复阻抗 小 结 * 在正弦交流电路中，若正弦量用相量 表示， 电路参数用复数阻抗（ ) 表示，则复数形式的欧姆定律和直流电路中的形式相似。 2. 单一参数电路中复数形式的欧姆定律 电阻电路 电感电路 电容电路 复数形式的欧姆定律 * * 电压、电流瞬时值的关系符合欧姆定律、基尔霍夫定律。 3. 简单正弦交流电路的关系(以R-L电路为例） uL i uR u R L * * 电流、电压相量符合相量形式的欧姆定律、基尔霍夫定律 R L * 在电阻电路中： 正误判断 ？ ？ ？ 瞬时值 有效值 ? ? * 在电感电路中： 正误判断 ？ ？ ？ ？ ？ ? * 单一参数正弦交流电路电压电流关系对照表 电路 参数 电路图 （正方向） 复数 阻抗 电压、电流关系 瞬时值 有效值 相量图 相量式 功率 有功功率 无功功率 R i u 设 则 u、 i 同相 0 L i u C i u 设 则 设 则 u领先 i 90° u落后i 90° 0 0 基本 关系 * 第八周作业 P148 * 1. 单一参数电路中电压电流的基本关系式 电感元件 基本关系 复阻抗 L 复阻抗 电容元件 基本关系 C 电阻元件 R 基本关系 复阻抗 小 结 * 4.4 R-L-C串联交流电路 先画出参 考相量 相量表达式： R L C 电压 三角形 * Z：复数阻抗 实部为阻 虚部为抗 容抗 感抗 令 则 R-L-C串联交流电路中的 复数形式欧姆定律 复数形式的 欧姆定律 R L C * 　在正弦交流电路中，只要物理量用相量 表示, 元件参数用复数阻抗表示，则电路 方程式的形式与直流电路相似。 是一个复数，但并不是正弦交流 量，上面不能加点。Z在方程式中只是一个运算工具。 Z 说明： ? ? R L C * 一.关于复数阻抗 Z 的讨论 由复数形式的欧姆定律 可得： 结论：Ｚ的模为电路总电压和总电流有效值之比， 　　　而Ｚ的幅角则为总电压和总电流的相位差。 1. Z 和总电流、总电压的关系 * 2. Z 和电路性质的关系 　一定时电 路性质由参 数决定 ? 当