电工电子技术及应用课件2

1、第二章 单相交流电路第四节 纯电感电路 第一节 交流电的基本知识 第三节 纯电阻电路 第五节 纯电容电路 第六节 RL串联电路 第二节 正弦交流电的表示法 *第七节 RLC串联电路及串联谐振 Company Logo交流电的基本概念直流电是指电流（或电压、电动势）的大小和方向不随时间变化。如果电流（电压、电动势）的大小和方向随时间变化，这种电就叫做交流电。交流电分为正弦交流电和非正弦交流电两种。正弦交流电指电流（或电压、电动势）随时间按正弦规律变化。因为它们都是物理量，所以又称为正弦量。只有一个正弦交流电源作用的电路，叫做单相正弦交流电路。以正弦交流电流为例，其波形图如图2-1所示,数学表达式

2、为 i=Imsin( t+ 0) (2-1) 图2-1 正弦交流电波形Company Logo交流电的基本概念1.周期、频率、角频率周期 交流电变化一个完整的循环所需要的时间称为周期，用字母T表示，单位是秒（s）周期的长短表示交流电变化的快慢。频率 单位时间内（每秒）完成的周期数称为频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz）。频率和周期一样，也是反映交流电变化快慢的物理量。两者之间的关系是互为倒数，即 (2-2) Company Logo交流电的基本概念角频率 交流电变化的快慢除了用周期和频率表示外，还可以用角频率表示。正弦交流电在单位时间内变化的角度称为角频率，用字母表示，单位是弧度/ 秒 。（

3、 ）或1/秒（1/s）。角频率与周期T、频率f之间的关系为我国工业用电的标准频率为50Hz ，所以50Hz的交流电又称为工频交流电，简称工频。 (2-3) Company Logo交流电的基本概念2.瞬时值、最大值、有效值瞬时值 交流电每一瞬间所对应的值称为瞬时值。瞬时值用小写字母表示，如us、i、u等。最大值 交流电在一个周期内数值最大的瞬时值称为最大值或幅值。最大值用大写字母加下标m表示，如USm、Im、Um等。有效值 规定用来计量交流电大小的物理量，称为交流电的有效值，它是这样定义的：如果让交流电和直流电分别通过同样的电阻R时，若在相同时间内产生的热量相等，那么这一直流电的数值就称为交流

4、电的有效值。有效值用大写字母表示。如E，U，I表示。 Company Logo交流电的基本概念根据理论计算，可求得正弦交流电的有效值和最大值之间的关系为 （2-4） （2-5） （2-6）Company Logo交流电的基本概念3.相位、初相位和相位差相位 交流电随时间作周期性的变化，在不同的时间t，（t0）是随时间变化的角度，称为相位角，简称相位。单位是弧度（rad）。初相位 当t=0时刻的相位角 0，即为初相位角，简称初相。单位是弧度（rad）。初相位的大小和符号与所取的记时起点有关，所取记时起点不同，交流电的初相位及其初始值也就不同，因此初相位决定了交流电的初始值。如图2-2所示，i1、

5、i2、i3的初相位分别为正、负、零。初相角的取值范围一般规定为： 0。图2-2 初相位示意图Company Logo交流电的基本概念相位差 两个同频率正弦交流电的相位之差，称为相位差，用字母表示，如图2-3所示。例如：设i1的相位为t1、i2的相位为t2，则其相位差为 =（t1）-（t2）=1-2 （2-7）式2-7表明，频率相同的交流电的相位差等于它们的初相位之差。相位差的取值范围一般规定为：2，即0 时， i1总是比i2先到达对应的最大值，这时就称i1超前i2 角，或称i2滞后i1角。当1XC b) XLXCc)XL=XCCompany Logo串联谐振1.谐振条件和谐振频率在RLC串联的电路中，当XL=XC时，电路中的电流和总电压同相位，这时电路就产生谐振现象。因此，XL=XC即为电路产生谐振的条件。根据2fL=1/2fC可得谐振时的频率为由式（2-43）可知，串联电路发生谐振时的频率fo仅由电路本身的参数L和C确定，因此又称为电路的固有频率。当调节电源的频率使它和电路的固有频率相等时，则满足XL=XC的条件，电路便发生谐振。反之，若电源频率为一定值，则改变电路的L、C，即改变电路的固有频率，使二者达到相等，也能使电路发生谐振。 (2-43) Company Logo串联谐振2.串联谐振电路具有以下特点：（1）阻抗最小，且为纯电阻，即