正弦电路元件特性.ppt

浙江大学电气工程学院电路原理教程(远程教学课件)本章主要内容本章主要内容1.     正弦量正弦量.相量与有效值相量与有效值2．．  正弦电路元件正弦电路元件3．．  基尔霍夫定律相量形式基尔霍夫定律相量形式4．． 无源一端口网络无源一端口网络,阻抗阻抗,导纳导纳5．． 交流电路功率交流电路功率第三章第三章  正弦交流电路正弦交流电路 本章教学目的本章教学目的: : 正正弦弦交交流流电电路路是是应应用用最最广广泛泛的的电电路路，，本本章章介介绍绍单单相相正正弦弦交交流流电电路路理理论论中中的的基基本本概概念念和和规规律本章教学要求本章教学要求: : 掌掌握握正正弦弦量量的的概概念念及及其其相相量量表表示示法法，，相相量量运运算算；；正正弦弦电电路路元元件件特特性性；；交交流流电电路路KCLKCL、、KVLKVL形形式式；；交交流流电电路路功功率率、、有有功功功功率率和和无无功功功功率率及及功率因数的概念；简单正弦电路分析方法功率因数的概念；简单正弦电路分析方法交交流流电电路路:电电压压或或电电流流是是时时间间的的周周期期性性函函数数,一周期内平均值为零一周期内平均值为零. 正弦交流电路正弦交流电路:电压或电流是时间的正弦函数电压或电流是时间的正弦函数.瞬时表达式瞬时表达式1)正弦交流电流描述正弦交流电流描述     (电流参考方向如图所示电流参考方向如图所示)瞬时值瞬时值电流波形图电流波形图瞬时表达式需规定参考方向瞬时表达式需规定参考方向!3.1 正弦交流电量的基本概念正弦交流电量的基本概念瞬时表达式瞬时表达式2)正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素1>   Im   幅值幅值(最大值最大值)2>  ωω   角频率角频率, ω=ω= 2pf , f 频率频率 , T  周期周期,    T=1/f3>  (ωt(ωt＋＋yi) ) 相位，相位，         yi 初相位初相位我国电网我国电网 f f＝＝50Hz50Hz，，ωω＝＝314314弧度／秒弧度／秒, , T = 20T = 20毫秒毫秒 例例:电流表达式必须规定参考方向电流表达式必须规定参考方向! ! 例例如如规规定定参参考考方方向向从从1 1到到2 2，，i i＝＝5sin5sin（（ 314t+45314t+45°°）），，则随时间变化曲线如图。

则随时间变化曲线如图对对于于同同一一个个电电流流, ,如如果果参参考考方方向向改改为为从从2 2到到1 1，，记记为为i′i′，，则则i′i′＝－＝－i i＝－＝－5sin5sin（（314t314t＋＋4545°°）＝）＝5sin5sin（（314t314t－－135135°°）），，即即把把时时间间起起点点沿沿ωtωt轴轴移移动动180180°°i i与与i′i′表表示示同同一一电电流，由于正方向不同，初相位相差流，由于正方向不同，初相位相差180180°°2））相位差相位差: :  同频率正弦交流电相位差同频率正弦交流电相位差 i i1 1超前超前i i2 2相位差：相位差：φφ＝（＝（ωtωt＋＋φφi1i1）－（）－（ωtωt＋＋φφi2i2）＝）＝φφi1i1－－φφi2 i2 可见，可见，相位差＝初相位之差相位差＝初相位之差若若 φφ＞＞0 0，，φφi1i1＞＞φφi2i2，，i i1 1超前超前i i2 2；；两个同频率正弦量，见图两个同频率正弦量，见图i i1 1＝＝I1 sinI1 sin（（ωtωt＋＋φφi1i1）），，i i2 2＝＝I2 sinI2 sin（（ωtωt＋＋φφi2i2））φφ＝＝0 0，，φφi1i1＝＝φφi2i2，，i i1 1与与i i2 2同相位；同相位；i i1 1滞后滞后i i2 2φ<0φ<0，，φφi1i1＜＜φφi2i2，，i i1 1滞后滞后i i2 2；；i i1 1与与i i2 2同相位同相位i1超前超前i2(90°)i1滞后滞后i2(90°)i1和和i2同相同相i1和和i2反相反相有有效效值值物物理理意意义义：：周周期期交交流流电电流流      流流过过电电阻阻R时时，，在在一一个个周周期期内内消消耗耗的的能能量量等等于于某某一一大大小小的的直直流流电电流流I在在同同一一电电阻阻相相同同时时间间内内消消耗耗的的能能量量。

称称这这一一直直流流电电流流I为为交交流电流流电流     的有效值的有效值交流电功率交流电功率:直流电功率直流电功率:周期交流电流周期交流电流有效值有效值: :（有效值又称为均方根值）（有效值又称为均方根值） 同理，周期交流电压有效值为同理，周期交流电压有效值为 由由得得:3.2 周期交流电量的有效值周期交流电量的有效值正弦交流电流的有效值正弦交流电流的有效值 设电流设电流, ,则正弦交流电流的有效值为则正弦交流电流的有效值为: :即即同样可定义电压有效值同样可定义电压有效值 注注意意：：电电气气工工程程上上电电压压电电流流的的大大小小，，一一般般都都用用有有效效值值来来表表示示，，电电气工程测量仪表一般也指有气工程测量仪表一般也指有效值电路计算中一般用有效值运算电路计算中一般用有效值运算单相电压单相电压220V是是指有效值，其最大值约为指有效值，其最大值约为311311V.V. 单元知识点小结单元知识点小结1)正弦交流电的表示与三要素正弦交流电的表示与三要素;2)正弦交流电的相位差正弦交流电的相位差;3)正弦交流电的有效值正弦交流电的有效值.。