直流电与交流电PPT学习教案

1、会计学1直流电与交流电直流电与交流电nnn当理想电压源与外路接通后,如图4-1-2所示。I+US（a）理想电压源电路符号0USUI（b）理想电压源的伏安特性图4-1-1理想电压源第1页/共21页定它向负载提供的电流，定它向负载提供的电流，该电流由电n压源与负载共同确定。n理想电压源提供的功率为：nn要注意电压源的电流方要注意电压源的电流方向是从向是从“-”流入，从流入，从“+”流出。流出。在电路中，电压源并不总是在电路中，电压源并不总是提供电能。提供电能。I+USR 图4-1-2+UsUU RURUIsRURIIUPSsS22第2页/共21页n由上式可见： 实际电压源的端电压是低于U US S

2、的。电流越大，R RS S上的压降越大，端电压就越低。因此实际电压源的内阻越小， 其特性也就越接近于理想电压源。实际电压源的伏安特性如图4-1-3(b)所示。US(a)RSIUUS(b)UIOU US RSI图4-1-3 实际电压源(a) 模型 (b) 伏安特性曲线 SSIRUU电压源电压源模型模型第3页/共21页n且n所以n故n此式称为全电路欧姆定全电路欧姆定律律。+USRSRI+U图4-1-4 全电路SSIRUURIU SSIRURIRRUISS第4页/共21页n在上图中，很容易得到n或n即即n在电路中，任意闭合回在电路中，任意闭合回路的电压降的代数和恒等于路的电压降的代数和恒等于零零。这

3、一结论称为这一结论称为基尔霍夫基尔霍夫电压定律电压定律。+USRSRI+U图4-1-4 全电路SSIRIRU0SSUIRIR0SRSRUUU第5页/共21页在交流电路中，电压、电流、在交流电路中，电压、电流、功率等物理量用小写英文字功率等物理量用小写英文字母母u u、i i、p p标识，以表示其大标识，以表示其大小和方向随时间变化的特点小和方向随时间变化的特点。n3.交流电源n与直流电源一样,交流电源也分为理想电压源和实际电压源，如图4-2-1所示。与直流电源不同的是：u us s的大小与方向是随时间呈现周期性的变化规律。i+uS（a）理想交流电压源符号+uSRSi+u图4-2-1 交流电源符

4、号（b）实际交流电压源符号第6页/共21页nn在图4-2-2所示的u u、i i关联参考方向下，它们也符合欧姆定律，即：iRu图4-2-2)sin()(tUtum)sin()(tItimiRutiRtu )()(或振幅值振幅值角频率角频率初相角初相角第7页/共21页n I Im m：瞬时值中的最大值(指绝对值)称为正弦量的振幅值，又称峰值。 振幅值振幅值表示正弦量瞬时值变化的范表示正弦量瞬时值变化的范围或幅度围或幅度。0Tt tiiIm2T图4-2-3 正弦电流的波形图第8页/共21页相位的单位一般为弧度相位的单位一般为弧度(rad)。n相位角变化的速度称相位角变化的速度称为角频率，其单位为为

5、角频率，其单位为rad/s，即即：n正弦量变化一周所需正弦量变化一周所需的时间称为周期的时间称为周期。 通常用“T T”表示， 单位为秒(s)。n正弦量每秒钟变化的正弦量每秒钟变化的周数称为频率周数称为频率，用“f f”表示，单位为赫兹(Hz)。n显然，周期和频率互周期和频率互成倒数成倒数，即ttd)(dTf1第9页/共21页惯上称为惯上称为工频工频。n从图4-2-3中可以看到，相位变化2rad，经历一个周期T T， 那么n可见，角频率与频率成角频率与频率成正比、与周期成反比正比、与周期成反比。n：初相角nt t=0时，相位为时，相位为，称，称其为正弦量的初相角其为正弦量的初相角。初相角反映了

6、正弦量在计时起点处的状态，称初始状态。此时的瞬时值i i(0)=I(0)=Im msinsin，称为初始值。fT22第10页/共21页0i / mAt / mstu / mVuabiab5300ab20.5ms63223图 4-2-4 例4.1图 第11页/共21页。n即nn所以n交流电的有效值等于它的瞬时值的平方在一个周期的平均值的算术平方根， 所以有效值又叫方根均值方根均值（或叫叫均方根值均方根值）。n将正弦交流电的瞬时表达式带入上式，可以得到tRtiRTITd)(022TttiTI02d)(12mII 2mUU 第12页/共21页均指有效值。n对于纯电阻电路，交流电的有效值之间、振幅值之

7、间均符合欧姆定律，即nU = RI U = RI U Um m = RI= RIm mn对于纯电阻电路， 功率的计算按有效值计算。n【例例 4.3】一电阻R R=100，通过的电流i(t)=i(t)=1.41sin(t-30)A。 试求：(1) R R两端电压U U和u u；n(2) R R消耗的功率P P。第13页/共21页n所以，我们看到的电我们看到的电力输电线总是三根力输电线总是三根。图 4-3-1 对称的三相电源 第14页/共21页nn负载如何与电源连接,必须根据其额定电压而定, 具体如图4-3-3所示。图 4-3-2 三相四线制系统 火线火线零线零线三相四线制三相四线制线电压：380

8、V相电压：220V第15页/共21页n额定电压为额定电压为220V的单的单相负载相负载(如电灯如电灯)，则应接在相，则应接在相线与中性线之间。额定电压线与中性线之间。额定电压为为380V的单相负载，则应接的单相负载，则应接在相线与相线之间。对于额在相线与相线之间。对于额定电压为定电压为380V的三相负载的三相负载(如如三相电动机三相电动机)，则必须要与三，则必须要与三根电源相线相接。根电源相线相接。图 4-3-3 负载与电源的连接 第16页/共21页【问题2】开关动力开关需要注意什么问题？【问题1】由图4-3-3可以看到，电力开关接在火线一侧，为什么？第17页/共21页小小 结结直流电源直流电

9、源交流电源交流电源直流电路直流电路交流电路交流电路电路各处的电压、电流不随时间发生变化电路各处的电压、电流不随时间发生变化电路各处的电压、电流随时间发生周期性变化电路各处的电压、电流随时间发生周期性变化U U、I I、P Pu u、i i、p p理想电源与理想电源与实际电源实际电源第18页/共21页小小 结结)sin()(tUtum)sin()(tItim振幅值振幅值角频率角频率初相角初相角正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素有效值有效值2mII 2mUU 角频率、频率、周期的关系角频率、频率、周期的关系fT22在纯电阻电路中，电压、电流的瞬时值或有效值之间符合欧姆定律在纯电阻电路中，电压、电流的瞬时值或有效值之间符合欧姆定律第19页/共21页小小 结结 三相四线制系统 相电压：220V线电压：380V 额定电压为额定电压为220V的单相负载的单相负载(如电灯如电灯)，则应接在相线与中性线之