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1、书名：汽车电工与电子技术基础 ISBN：978-7-111-30256-8作者：冯渊出版社：机械工业出版社本书配有电子课件,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,2.1 电容器和电感线圈2.2 正弦交流电及其相量表示2.3 电阻电感电容在交流电路中的特性2.4 RLC串连电路2.5 感性负载与电容的并联电路 功率因数的提高 2.6 三相交流电路,第二章 正弦交流电路,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,本章要点,1.电容器和电感线圈的基本特性及应用常识。2.正弦交流电的有效值、角频率、相位与相位差的概念。3.R、L、C单一元件上，正弦电流与电压约束关系。4.分析和计算简单
2、正弦交流电路，理解改善功率因数的意义。5.三相电源与负载的联结方法，能进行一般的分析计算。,第二章 正弦交流电路,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,2.1 电容器和电感线圈,一、电容器,1.电容器的基本特性,定义电容为,电容器是用来储存电荷的装置,电荷，库仑,电压，伏特,电容，法拉,图形符号,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,2.电容器的种类,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,3.电容器的主要参数,标称容量,耐压,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,4.电容器的串联和并联,串联,特性：,1）每个电容器上的电荷量相等,2）总电压等于各电容器电
3、压之和,3）等效电容倒数为各电容倒数和。,4）各电容器分得的电压与其电容量成反比,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,4.电容器的串联和并联,特性：,1）每个电容器上的电压相等,2）总电荷等于各电容器电荷之和,3）等效电容为各电容之和。,并联,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,5.电容器的充电和放电,充电和放电电路,充电曲线,放电曲线,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,汽车电容式闪光器电路,汽车电工与电子技术基础 高职高专 ppt 课件,二、电感线圈,1.电感线圈的基本特性,磁链,电流,电感，亨,图形符号,定义线圈电感为,2.电感线圈的电压和电流关系,2
4、.2 正弦交流电流及其相量表示,一、正弦交流电的三要素,1.最大值与有效值,有效值与最大值的关系为,有效值可以代替最大值作为正弦交流电的三要素之一。,我们平时所说的交流电的大小和交流电压表、电流表的读数等，都是指有效值。,2频率与周期,周期 T：变化一周所需的时间 单位：秒(s),角频率：每秒变化的弧度 单位：弧度/秒(rad/s),频率 f：每秒变化的次数 单位：赫兹(Hz).,几种描述：,三者间的关系:,3.相位与初相,初相位：t=0 时的相位，称为初相位,4.相位差,相位差：两个同频率 正弦量间的初相位之差。,如：,两个正弦信号的相位关系,波形图,两个正弦信号的相位关系,波形图,波形图,
5、两个正弦信号的相位关系,二、正弦交流电的相量表示,解析式,因前两种不便于运算，所以引出相量表示法。,有效值相量，,相量符号 包含幅度与相位信息。,所谓相量表示法就是用模值等于正弦量的最大值（或有效值），辐角等于正弦量的初相的复数对应地表示相应的正弦量。,1,j,幅值相量，,相量图,相量图 将同频率正弦量的相量画在复平面上 所得的图叫做相量图。,例 试写出下列正弦量的相量并作出相量图。,解：,2.3 RLC 在交流电路中的特性,一、电阻元件,1.电压与电流关系,有效值关系：,U=RI,相位关系：相位相同,相量,2.电路的功率和能量转换,瞬时功率,平均功率,二、电感元件,1.电压与电流关系,有效值
6、关系：,XL:感抗，单位,相位关系：电压超前电流90,相量关系式：,2.电路的功率和能量转换,瞬时功率,平均功率,无功功率,无功功率单位乏尔（Var）,三、电容元件,1.电压与电流关系,有效值关系：,相位关系：电流超前电压90,相量关系式：,或,XC:容抗，单位,2.电路的功率和能量转换,瞬时功率,平均功率,无功功率,无功功率单位乏尔（Var）,2.4 RLC 串联电路,一、电压与电流关系,相量关系式：,复阻抗：,电抗,电阻,阻抗的单位为欧姆（）,因此：,复阻抗：,阻抗的模：电路总电压和总电流有效值之比,阻抗角：总电压和总电流的相位差。,相量形式的欧姆定律,阻抗三角形,电路的性质,当XLXC时
7、，0 表示 u 超前 i 电路呈感性当XLXC时，0 表示 u 滞后 i 电路呈容性当XL=XC时，=0 表示 u、i 同相电路呈纯阻性（谐振）,阻抗角,一定时，电路性质由参数决定,二、RLC串连电路的功率,平均功率,总电压,总电流,u 与 i 的相位差或该电路的阻抗角,-功率因数,二、RLC串连电路的功率,无功功率,视在功率,(单位：VA),视在功率也称功率容量，交流电气设备是按照规定了的额定电压UN 和额定电流IN 来设计使用的。变压器的容量就是以额定电压和额定电流的乘积来表示的即SN=UNIN。,功率三角形,三、串连谐振,当X=XL-XC=0时,电路相当于“纯电阻”电路,其总电压U和总电
8、流I同相。电路出现的这种现象称为“谐振”。,谐振条件：,感抗=容抗,谐振频率：,谐振角频率,谐振频率,谐振特性,1.电路呈电阻性，电路电压与电流同相,2.电路阻抗的模最小，电流达到最大值,3.谐振时，电感和电容两端的电压大小相等，相位相反，互相抵消，对整个电路不起作用。,2.5 功率因数的提高,一、提高功率因数的意义,电源设备的容量不能得到充分的利用,增加了线路上的功率损耗和电压降,二、提高功率因数的方法,提高功率因数，常用的方法是与感性负载并联电容器。,并联电容C的计算公式,2.6 三相交流电路,一、三相电动势的产生,每个绕组的感应电压相当于一个单相电源,三相交流发电机产生三个频率相同，幅值
9、相等，对于选定的参考方向相位依次相差120的一组正弦电压-对称三相电动势。,瞬时式,相量式,从计时起点开始三相交流电依次出现正幅值（或零值）的顺序称为相序。,对称三相电动势的瞬时值之和或相量之和为零,相序,二、三相电源的联结,1.三相电源星形（Y）联结,将三个绕组末端接在一起，从始端引出三根导线，这种联结方法称为星形联结。,星形联结,简化图,端线,端线,端线,相线,星形联结下的两组电压,相电压：相线与中线间的电压，u1，u2，u3。,线电压：端线与端线间的电压，u12，u23，u31。,星形联结下的两组电压,线电压与相电压的关系,有效值关系：,相位关系：线电压超前相电压30,二、三相电源的联结
10、,2.三相电源三角形（）联结,将三个绕组首尾相连并引出三根导线，这种联结方法称为三角形联结。,三角形联结,注意：三角形联结下只能提供一组线电压,三、三相电源和负载的联结,1.三相负载的星形（Y）联结,负载相电压：uU，uV，uW,负载相电流：iU，iV，iW,负载相电流等于线电流,中线电流：iN,负载对称时，中线电流为零，此时，取消中线不会影响各相负载工作。,注意：在三相不对称负载作星形联结时，各相负载经过中线构成独立回路，负载可以在额定电压下正常工作。而中线一旦断开，各相负载电压将不再对称，负载可能损坏或不能正常工作。因此，中线不允许接熔丝和开关以确保中线不断，构成三相四线制。,三、三相电源
11、和负载的联结,2.三相负载的三角形（）联结,负载相电压等于线电压,负载相电流：iUV，iVW，iWU,相电流与线电流的关系：,三相对称负载作三角形（）联结时，线电流是相电流的 倍,四、三相电功率,当负载对称时，三相总功率为,为相电压与相电流之间的相位差或负载的阻抗角,或,同理可得出对称三相电路无功功率及视在功率,注:因为线电压及线电流容易测得，而且三相设备铭牌标的也是线电压和线电流。所以功率多由线电压和线电流算得。,例：三相交流异步电动机每相阻抗为10，额定相电压为380V，功率因数为0.6。电源的线电压为380V。分别计算电动机接成星形和三角形时的线电流和功率。（2）电动机正常工作时，应采用哪种接法？,解：,电动机接成星形时,电动机接成三角形时,说明：要使负载正常工作，负载的接法必须正确，若正常工作是星形联结而误接成三角形，将因每相负载承受过高电压，导致功率过大而烧毁；若正常工作是三角形联结而误接成星形，则因功率过小而不能正常工作。该例中，电动机额定电压为380V，因此应作三角形连接。,同理可得,有功功率,功率因数,相电流,有功功率,相电压,（2）负载为星形联结时,
