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1、书名：电工电子技术 第2版ISBN：978-7-111-36601-0作者：储克森出版社：机械工业出版社本书配有电子课件,第二章 正弦交流电路,1.第一节 正弦交流电路的基本概念,2.第二节 正弦量的相量表示法,3.第三节 R、L、C正弦交流电路,第四节 R、L串联电路 第五节 R、L、C串联电路,5.第六节 正弦交流电路和功率、功率因数,6.第七节 三相交流电路,7.第二章 小结、习题课,8.实验,4.,一、正弦交流电的产生,第一节 正弦交流电路的基本概念,交流发电机产生,图2-2 正弦交流电压的波形,电角频率(),磁极对数,电角,机械角,图2-3 两对磁极情况下电压波形,二、正弦交流电的“
2、三要素”1.周期和频率 周期T 交流电的某一值重复出现的最短时间 频率f 每秒钟变化的周期数 频率和周期互为倒数关系 周期的单位是秒（s）；频率的单位是赫（Hz）由电角频率的定义式不难导出：角频率的单位是弧度/秒（rad/s）,图2-4 正弦交流电压的周期,2.正弦交流电的最大值 正弦量在一个周期的变化过程中出现的最大瞬时值，也称“幅值”，U m、I m分别表示电压、电流的“最大值”3.正弦交流电的相位角(1)初相角 正弦量由负变正的那个零点到计时开始 所经过的电角度，简称“初相角”，如图2-5所示(t+)称为正弦量的相位角 初相角是t=0瞬间的相位角,图2-5 正弦电压的初相角波形,(2)同
3、频率正弦量的相位差两个同频率正弦量的相位之差称为相位差 超前 和滞后 就可以说 超前 角，或说 滞后 角 同相、反相和正交 例2-1已知：,图2-7 正弦电压的相位差,I1,I2,I3,三、正弦交流电的有效值和平均值1.有效值的概念 根据正弦电流和直流电的热效应相等来规定的=2.交流电有效值的计算 3.交流电的平均值,=,小结：一、正弦交流电的表达式二、正弦交流电的波形图三、正弦交流电的三要素四、同频率正弦量的相位差五、正弦交流电的有效值作业：P66 2-3、2-6,正弦交流电的表达式,正弦交流电的“三要素”,T,f,U m、I m,正弦交流电的有效值,f=50HZ,=314,rad/s,第二
4、节 正弦量的相量表示法,一、复数简介1复数的表达形式（1）代数形式 A=a+jb,图2-9 复数的矢量表示,矢量的长短,表示复数 的“大小”,称为复数的“模数”，,（2）极坐标形式,是矢量的方向角，称为复数的“辐角”,/,则代数形式中,则极坐标形式中,已知代数形式,A=a+jb,复数的代数形式与极坐标形式之间的转换关系,已知极坐标形式,2复数的四则运算（1）加法 将复数化成代数形式，实部与实部相加，虚部与虚部相加 例2-4（2）减法 将复数化成代数形式，实部与实部相减，虚部与虚部相减 例2-5（3）乘法 将复数化成极坐标形式，然后将相乘的复数“模相乘、角相加”例2-6（4）除法 把复数化成极坐
5、标形式，然后相除的两个复数“模相除、角相减”例2-7,二、正弦量的复数表示法（相量法）1.相量法（1）电流的有效值对应复数的模数（2）电流的初相角对应复数的幅角 如,图2-10 正弦电流的极 坐标形式,作为已知量，这样正弦电流可写成复数形式,2.相量图 同频率的正弦量化成复数（相量）后，可以画在同一幅相量图中,/u,/i,图2-11 与 的相量图,已知“相量”，写出正弦量瞬时值表达式,V,A,已知正弦量瞬时值表达式写出其“相量”,=10/30V,=100/-50V,/120A,2/-10A,/-120V,=150,/106A,3.参考向量 在利用“相量”进行正弦电路的计算时，为了方便，常选定其
6、中一个正弦量的初相角为零，称为“参考相量”,小结：一、正弦量的复数表示法（相量法）二、相量图三、正弦量的计算,练习 P66,2-7、2-8,作业：P66 2-9,第三节 R、L、C正弦交流电路,一、纯电阻正弦交流电路1.电阻元件上正弦电流与电压关系,图2-13 电阻中电压与电流的波形图和相量图,/0-0,=R,2电阻元件上的功率（1）瞬时功率（p）（2）有功功率（P）,图2-14 电阻元件的瞬时功率波形图,有功功率P的单位和直流功率一样也是瓦（W）或千瓦（kW）,第三节 R、L、C 正弦交流电路,一、纯电阻正弦交流电路,1.电阻元件上正弦电流与电压关系,/0-0,=R,2电阻元件上的功率,（1
7、）瞬时功率（p）,（2）有功功率（P）,有功功率P的单位和直流功率一样也是瓦（W）或千瓦（kW）,图2-14 电阻元件的瞬时功率波形图,L自感系数（电感），单位：亨（H）L反映线圈在通过电流 后产生磁通的能力，表明线圈电工特性的物理量。根据电磁感应定律，交变电流通过电感L时，电感元件电流与电压的关系为,电感元件图形符号,二、纯电感正弦交流电路,1.电感元件,取正弦电流为参考量，即则令则 XL称为“感抗”，单位是欧（）,图2-15 电感元件电压、电流波形图及相量图,2.电感元件上正弦电流与正弦电压的关系,通过上述分析，结论是：1）电感元件上正弦电流和电压瞬时值的关系是微分关系，即遵守电磁感应定律
8、。2）引入感抗（X L）后，正弦电流、电压的最大值、有效值，具有欧姆定律形式。3）电流和电压相量之间的关系也具有欧姆定律形式。j X L 为感抗X L的复数形式。4）电感元件上，电压、电流是同频率的正弦量，且电压相 量超前电流相量/2。,电感上电流与电压的关系相量表示,/90,/0；,则,/90=j,或,3.电感元件上的功率（1）瞬时功率（p）（2）有功功率（P）（3）无功功率（Q）单位“乏”（var）,1电容元件 电容器不考虑内部损耗等，就可抽象为电容元件 电容元件上电流和电压的关系2.电容元件上正弦电压与正弦电流关系,三、纯电容正弦交流电路,图2-17 电容元件电压、电流波形图及相量图,则,令,X C 称为“容抗”,单位欧（）,电流、电压都用相量表示,/90,/0,通过上述分析，结论是：P43,3.电容元件上的功率,（1）瞬时功率,（2）有功功率,（3）无功功率,例2-10,小结：,作业：P67 2-14、2-16,一、纯电阻正弦交流电路,1.电流与电压关系,2.电阻元件上的功率,二、纯电感正弦交流电路,1.电流与电压关系,2.电感元件上的功率,三、纯电容正弦交流电路,1.电流与电压关系,2.电容元件上的功率,
