《电工技术》项目3(单相电路的安装与测量)课件

1、任务任务2 2 测量日光灯电路测量日光灯电路任务任务1 1 安装照明电路安装照明电路任务任务3 3 分析交流电路分析交流电路u知道家用电器的正确连接方法；知道家用电器的正确连接方法；u能说出照明电路的组成及各部件的作用；能说出照明电路的组成及各部件的作用；u能实现异地控制照明灯；能实现异地控制照明灯；u会按工艺要求安装、调试照明电路。会按工艺要求安装、调试照明电路。学习目标学习目标:任务任务1 1 安装照明电路安装照明电路1) 1)固定照明灯；固定照明灯；2) 2)移动照明灯及非移动照明灯及非固定用电器（通过固定用电器（通过插头与固定的插座插头与固定的插座连接）；连接）；三眼插座用三眼插座用于

2、有金属外于有金属外壳的电器壳的电器两眼插座接两眼插座接普通电器普通电器组合插座组合插座双联控制双联控制单联控制单联控制火线进火线进开关！开关！左零、右火、左零、右火、上地线！上地线！火线进熔火线进熔断器！断器！与灯丝连接与灯丝连接用电子线！用电子线！3) 3)各负载之间并联。各负载之间并联。LNPES1S2S3142356789101.1.照明电路的组成照明电路的组成接线排接线排熔断器熔断器插座插座开关开关白炽白炽灯灯日光灯管日光灯管启辉器启辉器镇流器镇流器三通接三通接线盒线盒PVCPVC管管电子线电子线三通三通管管管卡管卡2.2.各部分名称及作用各部分名称及作用（1 1）接线排）接线排火线（

3、即相线），一般与引入本居室火线（即相线），一般与引入本居室的相线颜色一致（黄、绿、红的相线颜色一致（黄、绿、红 ）；）；零线（即中线），一般为蓝色线；零线（即中线），一般为蓝色线；地线，一般为黄绿双色线。地线，一般为黄绿双色线。市场上有专用的三线护套线，若内穿市场上有专用的三线护套线，若内穿红、蓝、黑三线，则黑线为地线。红、蓝、黑三线，则黑线为地线。火线火线火线火线地线地线地线地线零线零线零线零线作用：引入电源作用：引入电源地线地线（2 2）熔断器）熔断器插头插头插入式插入式作用：短路保护作用：短路保护底座底座熔断体可抽出熔断体可抽出取取出出两两侧侧螺螺钉钉（3 3）插座）插座三相四线三相四线

4、插座插座/ /插头插头保护接保护接地线地线较长，较长，应先插应先插入入齿较长，齿较长，应先插应先插入入左零左零右火右火接中线接中线单相三眼单相三眼插座插座/ /插头插头L LN NE E反反面面接接线线按按字字母母用用一一字字起起取取下下边边框框作用：与插头配合使用接入用电器作用：与插头配合使用接入用电器（4 4）开关）开关NL 双 联 开 关的 一 个 位 置双 联 开 关 的另 一 个 位 置其中一只其中一只开关中点开关中点接火线接火线另一只开另一只开关中点接关中点接灯具灯具NL 双 联 开 关的 一 个 位 置双 联 开 关 的另 一 个 位 置作普通开关使用时应接作普通开关使用时应接中

5、点和上下某点中点和上下某点正面正面反面反面线盒线盒NL 双 联 开 关的 一 个 位 置双 联 开 关 的另 一 个 位 置（两只双联开关配合使用可实现两处控制）（两只双联开关配合使用可实现两处控制）作用：控制照明灯作用：控制照明灯开关连接开关连接状态一状态一开关连接开关连接状态二状态二开关的另两个开关的另两个接线柱对接接线柱对接（5 5）螺口灯安装时注意：）螺口灯安装时注意：火线必须与灯座上连通中心簧片的接线柱相接，火线必须与灯座上连通中心簧片的接线柱相接，以防换灯头时手触摸到螺纹部分而触电以防换灯头时手触摸到螺纹部分而触电! !换言之换言之: :与螺纹与螺纹相连的接线端应相连的接线端应接零

6、线接零线3 .3 .照明电路的安装照明电路的安装LNPES1S2S314235678910S1S2S3插座(反)LPENFU（1 1）绘制接线图）绘制接线图翻开翻开180180实际用电子线实际用电子线（2 2）安装工艺要求）安装工艺要求质量（接线牢固，导线无剥损，无压皮，无露铜，质量（接线牢固，导线无剥损，无压皮，无露铜，管内无接头，明线接头用绝缘胶布按斜叠往返管内无接头，明线接头用绝缘胶布按斜叠往返缠绕两层，线盒方向正确且能缠绕两层，线盒方向正确且能180180翻盖）翻盖）规范（导线选色正确、熔断器及开关进火线、照明规范（导线选色正确、熔断器及开关进火线、照明供电与插座供电分开布线），开关离

7、地供电与插座供电分开布线），开关离地1.3m1.3m）工艺（预埋工艺（预埋PVCPVC管，或使用线槽，明线部分平直，管，或使用线槽，明线部分平直，转角平滑，接线头光滑）转角平滑，接线头光滑）合理（使用方便、用线节约、选材适当）合理（使用方便、用线节约、选材适当）S1S2S3插座接头处用接头处用电工胶布电工胶布斜叠往返斜叠往返缠牢！缠牢！火线与连火线与连中心簧片中心簧片的螺钉接的螺钉接电子线插口电子线插口电子线插口电子线插口LNPES1S2S314235678910（3 3）用万用表自检）用万用表自检( (100100或或1010挡挡) ) 测日光灯开关是否接火线：测日光灯开关是否接火线：万用表

8、接在熔断器出线端和万用表接在熔断器出线端和镇流器入线端镇流器入线端, ,分别按下开分别按下开关两次关两次, ,一次为零一次为零( (开关闭合开关闭合), ),一次为一次为(断路断路); ); 测白炽灯开关是否接火线：测白炽灯开关是否接火线：万用表接在熔断器出线端和万用表接在熔断器出线端和白炽灯灯座上连通中心簧片白炽灯灯座上连通中心簧片的接线柱上的接线柱上, ,分别按下开关分别按下开关两次两次, ,一次为零一次为零( (开关闭合开关闭合), ),一一次为次为(开关断开开关断开); ); 测镇流器：万用表接在镇流器外侧两端（火线、测镇流器：万用表接在镇流器外侧两端（火线、电子线），有一定电阻值为正

9、常，若为电子线），有一定电阻值为正常，若为，则可，则可能是内部接触不良，若为零，则镇流器已坏。能是内部接触不良，若为零，则镇流器已坏。S1S2S3插座(反)LPENFULNPES1S2S314235678910 测插座连线是否正确（即测插座连线是否正确（即 “ “上地线、上地线、左零线、右火线左零线、右火线”）：）： 万用表两表棒分别插入插座的上孔及接万用表两表棒分别插入插座的上孔及接线排接地线端，导线电阻应为零；线排接地线端，导线电阻应为零； 万用表两表棒分别插入插座右孔及熔断万用表两表棒分别插入插座右孔及熔断器出线端（火线），导线电阻应为零；器出线端（火线），导线电阻应为零； 万用表两表棒

10、分别插入插座左孔及接线万用表两表棒分别插入插座左孔及接线排接零线端，导线电阻应为零。排接零线端，导线电阻应为零。对于安全插座，必须对于安全插座，必须先将表棒插入上孔并先将表棒插入上孔并向下挤压内部弹簧，向下挤压内部弹簧，才能打开左右孔。才能打开左右孔。（4 4） 测量绝缘电阻测量绝缘电阻用兆欧表（又称摇表）分用兆欧表（又称摇表）分别测量接地线与火线、接地线别测量接地线与火线、接地线与零线、火线与零线之间的绝与零线、火线与零线之间的绝缘电阻缘电阻; ;测量方法：将被测的两端测量方法：将被测的两端分别与绝缘电阻表两接线端分别与绝缘电阻表两接线端(L-(L-E)E)相连，顺时针方向转动摇手相连，顺时

11、针方向转动摇手柄，速度为柄，速度为2 2转转/ /秒。当指针基秒。当指针基本稳定后读数，低于本稳定后读数，低于0.5M0.5M为绝为绝缘不良。缘不良。（5 5）功能测试）功能测试接入电源引线、熔断器、白炽灯泡、日光灯管、启辉接入电源引线、熔断器、白炽灯泡、日光灯管、启辉器后，经教师同意后通电测试，拆线前先切断电源。器后，经教师同意后通电测试，拆线前先切断电源。(1)(1)分别按下双联开关分别按下双联开关S S1 1、S S2 2(2)(2)按下单控开关按下单控开关S S3 3(3)(3)日光灯点亮后取下启辉器日光灯点亮后取下启辉器(4)(4)各灯具是否能独立工作各灯具是否能独立工作(5)(5)

12、插座带负载的情况插座带负载的情况u知道日光灯的工作原理及启辉器、知道日光灯的工作原理及启辉器、镇流器的作用；镇流器的作用；u会测量交流电压和电流，并知道所会测量交流电压和电流，并知道所测电压电流为有效值；测电压电流为有效值；u能根据测量数据得出交流电压有效能根据测量数据得出交流电压有效值不满足值不满足KVL，并引发思考。，并引发思考。学习目标学习目标:任务任务2 2 测量日光灯电路测量日光灯电路日光灯电路及测量日光灯电路及测量右击缩放右击缩放/全屏显示全屏显示1.1.日光灯电路工作原理日光灯电路工作原理电源电压加在启辉器电源电压加在启辉器动静两触片之间，辉动静两触片之间，辉光放电光放电 闭合闭

13、合开关瞬间开关瞬间NL镇流器镇流器灯管灯管启辉器启辉器电源电压加到电源电压加到启辉器的两极启辉器的两极惰性气体电离惰性气体电离辉光放电辉光放电双金属片受热双金属片受热膨胀膨胀, ,两极接触两极接触开关开关220V220VU=220VU=220Vi双金属片受热膨胀，双金属片受热膨胀，两片接触两片接触( (相当于开关相当于开关闭合闭合) )，使电路构成通，使电路构成通路路电流通过镇流器电流通过镇流器使灯丝加热使灯丝加热启辉器两极启辉器两极闭合后闭合后, ,两极两极间电压为零间电压为零辉光放电现辉光放电现象消失象消失, ,管内管内温度降低温度降低双金属片自双金属片自动复位动复位, ,即两即两极断开极

14、断开启辉器动静触片接启辉器动静触片接触后，电压消失触后，电压消失镇流器镇流器灯管灯管启辉器启辉器开关开关220V220VL LN N在高电压作用下灯丝发射的在高电压作用下灯丝发射的电子加速运动电子加速运动碰撞堕性气体碰撞堕性气体 电离电离 荧光粉发光。荧光粉发光。dtdiLuLU=0U=0双金属片冷却，双金属片冷却，两两极断开极断开( (相当于开关相当于开关断开断开) )i电流突然被切断电流突然被切断, , 镇镇流器上瞬间产生流器上瞬间产生高压高压镇流器镇流器灯管灯管启辉器启辉器开关开关220V220VL LN N日光灯正常发光后日光灯正常发光后, ,只需较低电压维持只需较低电压维持，镇流器起

15、降压限，镇流器起降压限流作用流作用, ,而并联在灯而并联在灯管两端的启辉器不管两端的启辉器不再起作用。再起作用。结论：结论：1 1）启辉器闭合）启辉器闭合断开（相当于自动开关）；断开（相当于自动开关）；2 2）镇流器与启辉器配合产生瞬间高压使灯管发光。灯）镇流器与启辉器配合产生瞬间高压使灯管发光。灯管正常工作后管正常工作后, ,镇流器起降压限流作用镇流器起降压限流作用, ,延长灯管寿命。延长灯管寿命。开关开关镇流器镇流器灯管灯管启辉器启辉器电源电源LN等效电路等效电路LRuLiuuR测电流测电流插孔插孔镇流器镇流器灯管灯管2.2.按图接线按图接线开关开关测总电流测总电流的插口的插口实际灯实际灯

16、管连线管连线网压输出网压输出(切记切记220V)镇流器镇流器起辉器起辉器实际灯实际灯管连线管连线测灯管电测灯管电流的插口流的插口经检查确认无误接通电源。当灯管正经检查确认无误接通电源。当灯管正常发光后，用万用表的交流电压挡分常发光后，用万用表的交流电压挡分别测量电源、镇流器以及灯管两端的别测量电源、镇流器以及灯管两端的电压；电压；3.3.测测 试试测量数据（单位：电压测量数据（单位：电压VV，电流，电流AA，电阻，电阻）总电压总电压U U镇流器电压镇流器电压U UL L灯管电压灯管电压U UR R电流电流i i镇流器线圈电阻镇流器线圈电阻R RL LLRuLuuRi用交流电流用交流电流2A2A

17、量程测量电流；量程测量电流；断电后再用万用表电阻挡测量镇流器线圈电阻，并将测量值填断电后再用万用表电阻挡测量镇流器线圈电阻，并将测量值填入下表。入下表。 测量测量电路总电压与各分电压电路总电压与各分电压思考思考 为什么日光灯电路中为什么日光灯电路中UUUUL L+U+UR R，它们三者之间，它们三者之间有什么关系？有什么关系？ 所测量的交流电压值是什么值？所测量的交流电压值是什么值？ 在交流电路中基尔霍夫电压定律表现应为何种在交流电路中基尔霍夫电压定律表现应为何种形式形式? ?思考思考为什么白炽灯电路中为什么白炽灯电路中U=UU=UR1R1+U+UR2R2? ?4.14.1测量测量- -计算计

18、算- -思考思考测量测量电路电流及镇流器线圈电阻电路电流及镇流器线圈电阻计算计算日光灯电感电压除以电流日光灯电感电压除以电流思考思考为什么不等于所测量的线圈电阻？为什么不等于所测量的线圈电阻？计算计算日光灯电路各电压除以电流日光灯电路各电压除以电流思考思考为什么为什么U/I UU/I UR R/I+U/I+UL L /I/I，它们三者之间，它们三者之间有什么关系？有什么关系？计算计算日光灯电路各电压乘以电流日光灯电路各电压乘以电流思考思考为什么为什么UI UUI UR RI+UI+UL L I I，它们三者之间有，它们三者之间有什么关系？什么关系？4.24.2测量测量- -计算计算- -思考思

19、考5.5.改接线路改接线路测量数据（单位：电流测量数据（单位：电流AA）并联电容值并联电容值（FF）总电流总电流i i灯管支路电流灯管支路电流i i1 1电容支路电流电容支路电流i iC C无电容无电容1 12.22.24 4断开电源，在电源两端并联电容断开电源，在电源两端并联电容（注意经过总电流插孔后分流）（注意经过总电流插孔后分流），检查确认无误方可接通电源。测量检查确认无误方可接通电源。测量各支路交流电流值并填入表中。各支路交流电流值并填入表中。 LRuLi1uuRiiCC1C2C3观察观察并联电容前后对灯管的亮度是否有影响？并联电容前后对灯管的亮度是否有影响？（测量灯管支路的电流有无变

20、化？）。（测量灯管支路的电流有无变化？）。计算计算电路总电流与各支路电流的关系，电路总电流与各支路电流的关系，思考思考 为什么为什么IIII1 1+I+IC C，所测量的交流电流值是什么值？在，所测量的交流电流值是什么值？在交流电路中基尔霍夫电流定律表现应为何种形式交流电路中基尔霍夫电流定律表现应为何种形式? ?观察观察并联不同的电容对总电流的影响，并联不同的电容对总电流的影响，思考思考为什么并联恰当的电容会使总电流减少？电容与电感为什么并联恰当的电容会使总电流减少？电容与电感在交流电路中有什么特殊的作用？在交流电路中有什么特殊的作用？6.6.观察观察- -计算计算- -思考思考u知道表征正弦

21、交流电的知道表征正弦交流电的“三要素三要素”及相量表示法；及相量表示法；u知道知道R、L、C三个基本元件在正弦交流电路中的三个基本元件在正弦交流电路中的伏安关系（即数量及相位关系）；伏安关系（即数量及相位关系）；u能区分有功功率、无功功率、视在功率；能区分有功功率、无功功率、视在功率；u会借助电压（电流）三角形，求解串联（并联）会借助电压（电流）三角形，求解串联（并联）正弦交流电路；正弦交流电路；u知道提高电路功率因数的意义和方法。知道提高电路功率因数的意义和方法。学习目标学习目标:任务任务3 3 分析交流电路分析交流电路1. 1.正弦交流电的表述正弦交流电的表述2. 2.正弦交流量的相量表示

22、正弦交流量的相量表示3. 3.正弦交流量的加减运算正弦交流量的加减运算4. 4.单一参数在正弦交流电路中的特性单一参数在正弦交流电路中的特性5. 5.正弦交流电路分析方法正弦交流电路分析方法6. 6.提高功率因数的意义及方法提高功率因数的意义及方法正弦交流电路：正弦交流电路：如果在电路中电动势的大小与方向均如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。Tut1.1.正弦交流电的表述正弦交流电的表述正弦交流电也有正方向正弦交流电

23、也有正方向,一般按正半周的方向假设。一般按正半周的方向假设。 实际方向和假设实际方向和假设方向一致方向一致实际方向和假设实际方向和假设方向相反方向相反ti正弦交流电的方向：正弦交流电的方向：iuR正弦波的特征量正弦波的特征量三要素三要素tIim sint it mI： 电流幅值（最大值）电流幅值（最大值） ： 角频率（弧度角频率（弧度/秒）秒） ： 初相角初相角mI 特征量特征量:tIim sin为正弦电流的最大值为正弦电流的最大值mI正弦波特征量之一正弦波特征量之一 幅度（最大值）幅度（最大值） 在实际应用中常用在实际应用中常用有效值有效值表示幅度。表示幅度。交流电表指示的电压、电流读数，就

24、是被测物理量交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。的有效值。2mII 2mII ，tIim时当 sin热效应相当热效应相当有效值概念有效值概念R直流直流IR交流交流iTRIW2 ttiRWTd)(20 电流有效电流有效值定义为值定义为TttiTI02d)(1有效值也称有效值也称均方根值均方根值同理，可得正弦电压有效值与最大值的关系：同理，可得正弦电压有效值与最大值的关系：UUUU2 21mm 或或若一交流电压有效值为若一交流电压有效值为U=220V，则其最大值为，则其最大值为Um 311V；U=380V， Um 537V。（1 1）工程上说的正弦电压、电流一般指有效值，如设）工

25、程上说的正弦电压、电流一般指有效值，如设备铭牌额定值、电网的电压等级等。但绝缘水平、耐压值备铭牌额定值、电网的电压等级等。但绝缘水平、耐压值指的是最大值。因此，在考虑电器设备的耐压水平时应按指的是最大值。因此，在考虑电器设备的耐压水平时应按最大值考虑。最大值考虑。（2 2）测量中，交流测量仪表指示的电压、电流读数一）测量中，交流测量仪表指示的电压、电流读数一 般为有效值。般为有效值。（3 3）区分电压、电流的瞬时值、最大值、有效值的符号。）区分电压、电流的瞬时值、最大值、有效值的符号。I,I, im注注问题与讨论问题与讨论 电器电器 220V 220V最高耐压最高耐压 =300V=300V 若

26、购得一台耐压为若购得一台耐压为 300V 300V 的电器，是否的电器，是否可用于可用于 220V 220V 的线路的线路上上? ? 该用电器最高耐压低于电源电压的最大值该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所以，所以不能用不能用。2有效值有效值 U U = 220V = 220V 最大值最大值 U Um m = 220V = 311V = 220V = 311V 电源电压电源电压 描述变化周期的几种方法描述变化周期的几种方法(1) 周期周期 T： 变化一周所需的时间变化一周所需的时间 ，单位：秒，毫秒，单位：秒，毫秒Tf1fT22 正弦波特征量之二正弦波特征量之二角频率角频率(3)角频率角频

27、率 ： 每秒变化的弧度，单位：弧度每秒变化的弧度，单位：弧度/秒秒(2) 频率频率 f： 每秒变化的次数每秒变化的次数 ，单位：赫兹，千赫兹，单位：赫兹，千赫兹 .it T* 电网频率：电网频率： 中国中国 50 HzHz 美国美国 、日本、日本 60 HzHz小常识小常识* 有线通讯频率：有线通讯频率：300 - 5000 HzHz * 无线通讯频率：无线通讯频率： 30 kHz - 3104 MHzHztIi sin2正弦波特征量之三正弦波特征量之三初相位初相位：t = 0 时的时的相位，称为相位，称为初相位或初相角初相位或初相角。说明：说明： 给出了观察正弦波的起点或参考点，给出了观察正

28、弦波的起点或参考点，常用于描述多个正弦波相互间的关系。常用于描述多个正弦波相互间的关系。it ）（t：正弦波的相位角或相位：正弦波的相位角或相位例例幅度：幅度：A707. 021A 1IIm30314sinti已知：已知：Hz5023142rad/s314 f频率：频率：30 初相位：初相位： 1212 tt 两个两个同频率同频率正弦量间的相位差正弦量间的相位差( ( 初相差初相差) ) 222111 sin sintIitIimm122i1i t t两种正弦信号的相位关系两种正弦信号的相位关系同同相相位位1i1221t2i021 落后于落后于2i1i2it1相相位位落落后后21i2i相相位位

29、领领先先1i12021领先于领先于1i2it 三相交流电路：三种电压初相位各差三相交流电路：三种电压初相位各差120120 。BuCuAu t t可以证明同频率正弦波运算后，频率不变。可以证明同频率正弦波运算后，频率不变。222111 sin2 sin2tUutUu如：如：结论结论: 因角频率（因角频率（ ）不变，所以以下）不变，所以以下讨论讨论同频率正弦波同频率正弦波时时， 可不考虑，主要研究可不考虑，主要研究幅度与初相位的变化。幅度与初相位的变化。tUtUtUuuu sin2 sin2 sin2221121幅度、相位变化幅度、相位变化频率不变频率不变瞬时值表达式瞬时值表达式tisin相量相

30、量前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。波形图波形图it 正弦量的表示方法：正弦量的表示方法：重点重点又称三角函数式又称三角函数式表示法，必须小写表示法，必须小写2.2.正弦交流电的相量表示方法正弦交流电的相量表示方法初相初相若其幅度用最大值表示若其幅度用最大值表示 ，则用符号：则用符号：（）相量的图示（）相量的图示2. 在实际应用中，幅度更多采在实际应用中，幅度更多采用有效值，则用符号：用有效值，则用符号：用有向线段表示。用有向线段表示。幅度幅度（）相量的书写（）相量的书写30222030220mUU、E、I、Ummm、E、I、U222111 sin2

31、sin2tUutUu1U12U21U2U领先领先 落后落后？正弦波的相量图示法举例正弦波的相量图示法举例例例1 1：将：将 u u1 1、u u2 2 用相量图表示用相量图表示 相位：相位：幅度：幅度：相量大小相量大小12UU 12设：设：yxoo t1+ ou tooA t1 t3+ o t3( t= 0 ) t2+ o t2Umoyxoo t1+ ou tooA t1 t3+ o t3( t= 0 ) t2+ o t2Umoyxoo t1+ ou tooA t1 t3+ o t3(t= 0 ) t2+ o t2Umo(a)(a)电压旋转相量电压旋转相量(b)(b)正弦电压的波形正弦电压的波

32、形(c)(c)电压相量图电压相量图注意注意 ： . . 只有正弦量只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不可以。才能用相量表示，非正弦量不可以。. . 只有只有同频率同频率的正弦量才能画在一张相量图上，的正弦量才能画在一张相量图上， 不同频率的正弦量不能画在一张相量图上。不同频率的正弦量不能画在一张相量图上。注意注意 ： 1U12U2不有同频率的两个不有同频率的两个正弦量的相位差不正弦量的相位差不等于初相之差！等于初相之差！应用举例应用举例解解：AI30100V60220U例例1: 1:已知瞬时值，求相量。已知瞬时值，求相量。已知已知 V3314sin2220A6314sin2100tuti220

33、2203/UI1001006/注意相位角注意相位角所在象限。所在象限。求：求：21ii 、例例2 2：已知相量，求瞬时值。已知相量，求瞬时值。 已知两个频率都为已知两个频率都为 1000 Hz 1000 Hz 的正弦电流的相量形式的正弦电流的相量形式为：为：A3010A6010021IIA )306280sin(210A )606280sin(210021titi解解：6280100022fsrad波形图波形图瞬时值瞬时值( (三角式三角式) )相量相量UU小结：正弦波的几种表示法小结：正弦波的几种表示法tUum sin T TmIt i iU 符号说明符号说明瞬时值瞬时值 - - 小写小写u

34、、i有效值有效值 - - 大写大写U、I相量相量 - - 大写大写 + + “. .”I、U最大值最大值 - - 大写大写+ +下标下标mm、IU正误判断正误判断Utu sin100？瞬时值瞬时值相量相量正误判断正误判断)15sin(2501550tU？瞬时值瞬时值相量相量45210I已知：已知：A)45sin(10ti正误判断正误判断？有效值有效值 则：则：已知：已知：)15(sin210tu10U正误判断正误判断1510U？15 则：则：)50(sin100ti已知：已知：50100I？正误判断正误判断最大值最大值21002 IIm21UUUU222111 sin2 sin2tUutUu同

35、频率正弦波的同频率正弦波的相量画在一起，相量画在一起，构成相量图。构成相量图。22U1U13.3.正弦交流量的加减运算正弦交流量的加减运算AtiAti)6314sin(3,)3314sin(421例：例：设电路某节点流入电路设电路某节点流入电路i1、i2,分别为：分别为：AIIImmm5342222211 .2330arctan21mmIIAtio)1 .23314sin(5:即求该节点流出电流求该节点流出电流immmIII21或解：由解：由KCL，i=i1+i2由相量图可求得：由相量图可求得：mI-30603032mI6041mI例：三相电源例：三相电源VUAB3803220 30求求u u

36、ABABVtuVtuVtuCNBNAN)120314sin(2220,)120314sin(2220,)314sin(2220设Vt：uAB)30314sin(2380即0220ANU解：据解：据KVLKVL：u uABAB=u=uANAN+u+uNBNB303220ABUBNANABUUU或画出相量图画出相量图=u=uANAN-u-uBNBN120220BNU120220CNUBNU例例V )60314sin(24)(V )30314sin(26)(o21ttuttuV604 V 306o2o1 UUV )9 .41314sin(264. 9)()()(o21ttututu60430621U

37、UU301U9 .41U9 .41301U602UU602U首尾相接首尾相接V9 .4164. 9借助相量图计算借助相量图计算复习单一参数复习单一参数R R、L L、C C的伏安关系及其在直流的伏安关系及其在直流通路中的特性：通路中的特性：iRu dtduCi dtdiLu R RiuuC CiL Liu4.4.单一参数在正弦交流电路中的特性单一参数在正弦交流电路中的特性（1）电阻电路）电阻电路P=IU(P=IU(平均功率或有功功率，也简平均功率或有功功率，也简称为功率，单位瓦，称为功率，单位瓦，W)W)数量上：数量上：U Um m=I=Im mR R 或或U=IRU=IR相位上：相位上：电压

38、与电流同相位；电压与电流同相位；tIimsin设ttIUuipmmsinsin)2cos1 (sin2tUItIUmm(a )电 路 图iRuUI(b )相 量 图u 、i、piu p t0(c )波 形 图2 P = U IUmIm(a)电 路 图iRuUI(b)相 量 图u 、i、piu p t0(c)波 形 图2P = U IUmIm( a ) 电 路 图iRuUI( b ) 相 量 图u 、i、piu p t0( c ) 波 形 图2 P = U IUmImtUtRIRiummsinsin则数量上：数量上：U=(L)I=XU=(L)I=XL LI (XI (XL L=L,=L,称为感称

39、为感抗抗, ,单位为欧姆单位为欧姆) )；相位上：相位上：电压超前电流电压超前电流9090o o电感是非耗能元件，在一个周期内电感是非耗能元件，在一个周期内平均功率为零平均功率为零; ;Q=IU(Q=IU(与电源进行能量交换的规模与电源进行能量交换的规模，称为无功功率，称为无功功率, ,单位为乏单位为乏,VAR),VAR)（2）电感电路）电感电路tIimsin设tLIdtdiLumcos则(a)电路图iuL(b)相量图UIu 、i、puipt0(c)波形图T/4T/4T/4 T/4UI(a )电 路 图iuL(b )相 量 图UIu 、i、puipt0(c )波 形 图T /4T /4T /4

40、T /4U I(a )电 路 图iuL(b )相 量 图UIu 、i、puipt0(c )波 形 图T /4T /4T /4T /4U I)90sin(tUmu 、i、puipt0(c)波形图T/4T/4T/4T/4UI电容是非耗能元件，在一个周期内平均电容是非耗能元件，在一个周期内平均功率为零功率为零; ;Q=IU(Q=IU(与电源进行能量交换的规模，称与电源进行能量交换的规模，称为无功功率为无功功率, ,单位为乏单位为乏,VAR),VAR)数量上：数量上： 称称X XC C为容抗为容抗, ,单位为欧姆单位为欧姆) )；（3）电容电路）电容电路(a)电 路 图iuCu 、i、puipt0(c

41、)波 形 图T /4T /4T /4 T /4U I(b)相 量 图UItUumsin设tCUdtduCimcos则)90sin(tIm相位上：相位上：电流超前电压电流超前电压9090o o；CmmmmXUCUCUI1)(b)相量图IU电阻电阻电感电感电容电容小结：单一参数在正弦电路中的特性小结：单一参数在正弦电路中的特性电压与电流同相电压与电流同相电压超前电流电压超前电流9090电压落后电流电压落后电流9090R参数参数 相位及数量关系相位及数量关系阻抗（电阻、电抗）阻抗（电阻、电抗）fCCXC211fLLXL2IRURLLIXU CCIXU功率功率RIUP 有功功率有功功率无功功率无功功率

42、感抗感抗容抗容抗LIUQ 无功功率无功功率CIUQ 电阻元件在直流和交流电路电阻元件在直流和交流电路中阻碍电流的作用相同。中阻碍电流的作用相同。2. 2.电感元件在直流电路中相当电感元件在直流电路中相当于导线，电阻为零，但在交于导线，电阻为零，但在交流电路中则存在阻碍电流的流电路中则存在阻碍电流的作用随角频率增大而增大。作用随角频率增大而增大。3. 3.电容元件在直流电路中相当于电容元件在直流电路中相当于断路，电阻为无穷大，但在断路，电阻为无穷大，但在交流电路中则其阻碍电流的交流电路中则其阻碍电流的作用随角频率增大而减小。作用随角频率增大而减小。RUI fLULUXUIL2fCUCUXUIC2

43、1例例: :电路如图所示电路如图所示f1=1000KHZf2=1KHZ干扰信号音频信号5VLC 已知已知L=10mHL=10mH，C=0.1FC=0.1F，高频干扰信号高频干扰信号f f1 1=1000kHz=1000kHz音频信号音频信号f f2 2=1kHz=1kHz试分别求出对应的感抗、容抗试分别求出对应的感抗、容抗, ,并说明电感、电容在该并说明电感、电容在该电路中的作用。电路中的作用。解：解：(1)对应频率对应频率f1=1000kHz的高频干扰信号的高频干扰信号:可见电感、电容在该电路中的作用是阻止高频干扰信号通过扬可见电感、电容在该电路中的作用是阻止高频干扰信号通过扬声器。故此电感

44、常称为扼流圈，此电容称为高频滤波电容声器。故此电感常称为扼流圈，此电容称为高频滤波电容kLfXL8 .62101010100014. 32233116 . 1101 . 010100014. 321216311CfXC(2)对应频率对应频率f2=1kHz的音频信号的音频信号:L=10mH，C=0.1F，f1=1000kHz, f2=1kHz8 .62101010114. 322332fLXLkCfXC6 . 1101 . 010114. 321216322IRUU LUSUI QQQIUUCLCL PIURXXXIUUCLCL/ZIU RIUR电压电压（相量）（相量）阻抗阻抗（数量）（数量）功

45、率功率（数量）（数量）CUCLUU( c ) 电 压 相 量 ( a ) 电 路 图UCRCILUURULURIUL( b ) 相 量 图UCUL+ UCUX=UURIUXURXZPQS( d ) 阻 抗 ( e ) 阻 抗 （1 1）RLCRLC串联电路串联电路这类典型电路有：日光灯电路、串联谐这类典型电路有：日光灯电路、串联谐振电路、移相电路振电路、移相电路分析方法：分析方法：以电流为参考相量，画出回路电压相量以电流为参考相量，画出回路电压相量图（图（）5.5.正弦交流电路的分析方法正弦交流电路的分析方法IRUU LU22LRUUUSUI QQQIUUCLCL PIUR22QPSXXXIU

46、UCLCL/ZIU RIUR22XRZUURcosuu与与i i相位差相位差若电压超前电流，则电路为若电压超前电流，则电路为电感性电感性负载负载若电压落后于电流，则电路为若电压落后于电流，则电路为电容性电容性负载负载若电压与电流同相，则电路为若电压与电流同相，则电路为电阻性电阻性负载负载ZRcosSPcosCUCLUUcosSP cos=1cos=1时，电源利用率最高时，电源利用率最高coscos称为功率因数称为功率因数例：分析日光灯实验电路例：分析日光灯实验电路(a )电 路 图(b )矢 量 图RILUURULURIULU测得工频日光灯电路数据如下：测得工频日光灯电路数据如下：U=220V

47、U=220V，L L=160V=160V，U UR R=150V=150V，I=0.18AI=0.18A求求 ：1 1、其阻抗三角形各量、其阻抗三角形各量（电阻、电抗、电感、阻抗）（电阻、电抗、电感、阻抗）; ;2 2、功率三角形各量、功率三角形各量（有功功率、无功功率、视在功率）（有功功率、无功功率、视在功率）RLCICILIRIU（2 2）RLCRLC并联电路并联电路这类典型电路常见于：这类典型电路常见于：提高功率因数、并联谐振电路、移相等提高功率因数、并联谐振电路、移相等分析方法：分析方法：以电压为参考相量，以电压为参考相量，画出节点电流相量图画出节点电流相量图( () )再根据各元件伏

48、安关系及功率再根据各元件伏安关系及功率求解求解URILICII CLIICCLLRXUIXUIRUI,fCCXfLLXCL211,222),(,QPUISIIUQUIPCLRSPIIRcos1. 1.在电力电路中在电力电路中, ,常在感性负载常在感性负载( (如如日光灯电路、电动机电路日光灯电路、电动机电路) )两端两端并联合适的电容，提高功率因并联合适的电容，提高功率因数数; ;* *2. 2.在电子电路中在电子电路中, ,构成并联谐振电路和移相电路构成并联谐振电路和移相电路; ;RIULCICI1例：分析日光灯实验电路并联电容后的情况例：分析日光灯实验电路并联电容后的情况日光灯电路实验中并

49、联电容前后测量数据日光灯电路实验中并联电容前后测量数据并联电容并联电容(F)(F) 总电流总电流(A)(A) 镇流器电流镇流器电流(A)(A) 电容电流电容电流(A)(A)C=0C=00.360.360.360.360 0C=1C=10.2910.2910.360.360.0690.069C=2.2C=2.20.2080.2080.360.360.1520.152C=4+0.47C=4+0.470.0520.0520.360.360.3080.308C=2.2+4C=2.2+40.0670.0670.360.360.4280.428C=9.87C=9.870.3210.3210.360.360

50、.6810.681(b)感 性 电 路(a)电 路 图RIULCICI1IUICI11(d)阻 性 电 路(c)容 性 电 路IUICI11IUICI11RIULCICI1RLRL与与C C并联电路及并联电路及并联不同电容时的相量图并联不同电容时的相量图（1 1）. .功率因数的定义功率因数的定义SPcos（2 2）提高功率因数的意义）提高功率因数的意义提高电源设备的利用率提高电源设备的利用率（3 3）提高功率因数的办法）提高功率因数的办法在电感性负载两端在电感性负载两端并联合适并联合适的电容的电容对于电动机负载要避免对于电动机负载要避免“大马拉小车大马拉小车”视在功率视在功率:S=UI(:S

51、=UI(伏安伏安) )有功功率有功功率:P=Scos=IUcos(:P=Scos=IUcos(瓦瓦) )无功功率无功功率:Q=Ssin=IUsin(:Q=Ssin=IUsin(乏乏) )减少线路损耗减少线路损耗 P PQ QS S6.6.提高功率因数的意义及方法提高功率因数的意义及方法 例例 40W 40W日光灯接入电源电压日光灯接入电源电压U=220VU=220V，f f=50Hz=50Hz。测得。测得灯管两端电压灯管两端电压U UR R=110V=110V。试求：试求：(1)(1)流过灯管的电流流过灯管的电流I I1 1及负载的功率因数及负载的功率因数coscos 1 1；(2)(2)如将

52、电路功率因数提高到如将电路功率因数提高到cos=0.8cos=0.8，电路总电流为多，电路总电流为多少？应并联多大的电容？少？应并联多大的电容？C CCICI1IU 1 1+ +- -L LR R1IUI1IRUU 1 1LU并联电容前并联电容前并联电容后并联电容后 I1IRUU 1 1LU解：并联电容前，电阻元件取用有功功率解：并联电容前，电阻元件取用有功功率605 . 0arctan1AUPIR36. 01104015 . 022036. 040cos11UIP+ +- -L LR R1IUI并联电容前后，有功功率不变并联电容前后，有功功率不变sinsin11IIICAUPI227. 08

53、 . 022040cosCI1IU 1 1 I)tan(tan12UPUICC由相量图，可知由相量图，可知)tan(tansincossincos111UPUPUP或FfUPCoo58. 2)9 .36tan60(tan2205014. 3240)tan(tan2212C CCI+ +- -L LR R1IUI1 1随时间按正弦规律变化的电流、电压、电动势随时间按正弦规律变化的电流、电压、电动势称为正弦交流量。交流电某一时刻的实际方向与参考称为正弦交流量。交流电某一时刻的实际方向与参考方向一致时，这一时刻的数值为正；相反时为负值。方向一致时，这一时刻的数值为正；相反时为负值。)(IIm或2在正

54、弦交流电路中，同一电量用不同的符号，在正弦交流电路中，同一电量用不同的符号，其含义各不相同，如其含义各不相同，如i瞬时值，瞬时值，Im最大值，最大值，I有有效值，效值， 最大值（或有效值）的电流最大值（或有效值）的电流相量。相量。项目项目3 小结小结3 3正弦交流电的一般形式为正弦交流电的一般形式为i=i=ImsinImsin（tt ），），其中其中ImIm为电流的最大值，为电流的最大值， 为角频率，为角频率， 为初相位，为初相位，它们是确定一个正弦量的三要素它们是确定一个正弦量的三要素。4 4正弦交流电的有效值是与其热效应相当的直流正弦交流电的有效值是与其热效应相当的直流值。有效值与最大值的关系是：值。有效值与最大值的关系是：最大值最大值= =2有效值有效值 5 5两个同频率的正弦交流电的相位之差称为