影像电子学基础第二章PPT

1、第一节正弦交流电的基本概念第一节正弦交流电的基本概念正弦交流电路简介正弦交流电路简介第二节单一元件交流电路第二节单一元件交流电路第三节第三节RLC串并联交流电路及其谐振串并联交流电路及其谐振第五节安全用电常识第五节安全用电常识第四节三相交流电路第四节三相交流电路生产和日常生活中所用的交流电，一般都是生产和日常生活中所用的交流电，一般都是正弦交流电正弦交流电。电压电流的大小和方电压电流的大小和方向都不随时间改变向都不随时间改变（第一章）（第一章）如果电流或电压每经过一定时间如果电流或电压每经过一定时间 （T ）就重复变化一次，）就重复变化一次，则此种电流则此种电流 、电压称为周期性交流电流或电压

2、。如正弦波、电压称为周期性交流电流或电压。如正弦波、方波、三角波、锯齿波、方波、三角波、锯齿波 等。记做：等。记做： u(t) = u(t + T ) TutuTt大小和方向随时间作周期性变化的电流大小和方向随时间作周期性变化的电流如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦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、电压大小和方向也是规律变化，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。正弦交流正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。正弦交流电交流电的一种。电交流电的一种。 TU（i）t电压：电压：u(t)=Umsin(wt+v v) )电流：

3、电流：i(t)=Imsin(wt+i i) )正弦电压、电流的瞬时值正弦电压、电流的最大值正弦的相位，w为角频率，为初相角第一节正弦交流电的基本概念第一节正弦交流电的基本概念 一、一、周期、周期、频率与角频率与角频率频率 二、瞬时值、最大值与有效值二、瞬时值、最大值与有效值 三、相位、初相角与三、相位、初相角与相位差相位差 一、一、周期、频率周期、频率 与角频率与角频率it T 1. 周期周期 T：波形再次出现所需要的最短时间称为：波形再次出现所需要的最短时间称为，用，用T 表示。（波形变化一周所需的时间）表示。（波形变化一周所需的时间） 单单位：位：秒秒( (s s),),毫秒毫秒( (ms

4、ms) )Tf1fT22 3.3.角频率角频率 ：每秒变化的弧度。单位：弧度：每秒变化的弧度。单位：弧度/ /秒秒(rad/s(rad/s) )2.2.频率频率 f f： 每秒变化的次数，用每秒变化的次数，用f f表示。表示。单位：赫兹单位：赫兹(Hz)(Hz)、千赫兹、千赫兹(KHz)(KHz)、兆、兆赫兹赫兹(MHzMHz)描述正弦量变化快慢的物理量描述正弦量变化快慢的物理量* 电网频率：电网频率： 中国中国 50 HzHz 美国美国 、日本、日本 60 HzHz* 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 M

5、HzHz 二、瞬时值、最大值与有效值二、瞬时值、最大值与有效值 3. 有效值：在工程应用和电路分析中常用相应的物有效值：在工程应用和电路分析中常用相应的物理量有效值来表示。理量有效值来表示。有效值是从交流电流的热效应来规定的有效值是从交流电流的热效应来规定的。tIim sintUum sin 1. 瞬时值：正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用瞬时值：正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写符号表示，如瞬时电压小写符号表示，如瞬时电压u(tu(t) )、瞬时电流、瞬时电流i(ti(t) ) 2. 最大值：瞬时值中的最大值称为最值或振幅，用最大值：瞬时值中的最大值称为最值或振幅，用带下标带下标m m的

6、大写符号表示，的大写符号表示，UmUm、ImIm。则有则有TdtiTI0212mII tIim sin电量必须大写电量必须大写如：如：U、I有效值有效值dtRiT20交流交流直流直流RTI2热效应相当热效应相当有效值概念有效值概念tUum sin2mUU 4. 最大值与有效值的关系最大值与有效值的关系IIm2UUm2tIi sin2tUu sin2问题与讨论问题与讨论 电器电器 220V最高耐压最高耐压 =300V若购得一台耐压为若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于的电器，是否可用于 220V 的线路上的线路上? ?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

7、大值，所以，所以不能用不能用。2有效值有效值 U = 220V 最大值最大值 Um = 220V = 311V 电源电压电源电压 三、相位、初相角与相位差三、相位、初相角与相位差tIti sin2)(： t = 0 时的相位，称为时的相位，称为初相位或初相角初相位或初相角。i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。iit ）（it：正弦波的相位角或相位。：正弦波的相位角或相位。 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 sintI

8、itIimm122i1i t 2121 tt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1i1221t2i相相位位落落后后021 落后于落后于2i1i2it121i2i相相位位领领先先1i12021领先于领先于1i2it交流电的三要素交流电的三要素tIim sintUum sin角频率、最大值和初相位角频率、最大值和初相位四、正弦量的相量表示四、正弦量的相量表示三角函数式表示三角函数式表示301000sinti相量表示法相量表示法必须必须小写小写波形图表示波形图表示it 正弦量的表示方法有以下几种：正弦量的表示方法有以下几种：jyx0ab 设设tUusinmRUI 根据欧姆定律根据

9、欧姆定律:iRu tRU2RtURuisinsinmtI2tIsinsinm0 iu 相位差相位差 ： Riu+_第二节第二节 单一元件交流电路单一元件交流电路2. 功率关系iup(1) 瞬时功率瞬时功率 p：瞬时电压与瞬时电流的乘积瞬时电压与瞬时电流的乘积tIU2mmsin)2cos(121mmtIU结论结论: （耗能元件）（耗能元件）, ,且随时间变化。且随时间变化。0ptUutIisin2sin2 pituOtpOiu)90(sin2 tLI 基本基本关系式：关系式： tiLeuLdd设：设：tIisin2iu+-eL+-LttILud)sind(m)90(sin2tUfLL2LX（1）

10、瞬时功率：）瞬时功率：ttttP2222inUIinIUininIUuimmmmssss（2）有功功率：）有功功率：021100dtinUIpTpdtTTTtPs（3）无功功率：）无功功率：LLXXLUIUI2Q电流与电压电流与电压的变化率成的变化率成正比。正比。tuCidd 则：则：)90sin(2tCUtUCtuCicos2dduiC+_设：设：tUusin2（1）瞬时功率：）瞬时功率：ttttP2222inUIinIUininIUuimmmmssss（2）有功功率：）有功功率：021100dtinUIpTpdtTTTtPs（3）无功功率：）无功功率：CCXXLUIUI2QCC211CX第四节第四节 三相交流电路三相交流电路+eAeBeCXABYCZ+ +_eeAX铁心铁心（作为导磁路经）（作为导磁路经）三相绕组三相绕组: 直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁定子定子转子转子发电机结构发电机结构tEe sinmA )120sin(mB tEe )120sin(mC tEe tEe sinmA )120sin(mB tEe )120sin(mC tEe 对称三相电动势的瞬时值之和为对称三相电动势的瞬时值之和为 00CBA eee即：即：三个正弦交流电动势满足以下特征三个正