汽车电工电子 课件 单元四 正弦交流电

单元四正弦交流电路汽车电工电子单元四正弦交流电正弦交流电认识正弦交流电正弦交流电的表示方法正弦交流电路三相正弦交流电路正弦交流电的产生表征正弦交流电的物理量解析式表示法波形图表示法旋转矢量表示法纯电阻电流纯电感电路纯电容电路电阻、电感、电容的串联电路正弦交流电路的功率功率因数

三相正弦交流电动势的产生三相电源的联接三相负载的联接三相电路的功率1.了解正弦交流电产生的原理，掌握正弦交流电路的三要素。2.理解周期、频率、角频率、瞬时值、最大值、有效值、相位和相位差等相关量之间的关系。3.理解正弦交流电的表达方式，了解正弦交流电解析式、波形图、矢量图的相互转换。4.熟悉纯电阻、纯电感电路、纯电容、RLC电路的电压与电流的关系，以及功率的计算。5.理解三相正弦交流对称电源、相序的概念。6.了解我国电力系统供电制，掌握三相交流电源的Y联接，三相四线制电源的线电压和相电压的关系。7.掌握对称三相负载Y联接时、Δ形联接时，负载相电压；相、线电流的关系。8.了解三相交流电的功率计算方法。1.会用万用表测量交流电压，会用钳形表测量交流电流。2.能说出中线的作用。1.通过对学生测试过程规范性的严格要求和实例教育，培养学生对待工作细节精益求精、细致严谨的态度，鼓励学生树立职业使命感和工匠精神。2.通过对我国绿色清洁能源开发、利用的学习，激发学生的认同感、责任感和民族自豪感，培养学生勇于创新的精神。知识目标能力目标育人目标单元四正弦交流电任务一认识正弦交流电单元四正弦交流电直流电：电压、电流的方向不随时间的变化而变化。其中大小和方向均不随时间的变化而变化的称为恒流电。交流电：电压、电流的方向随时间变化而变化，则为交流电。其中电流的大小和方向随时间做周期性的正弦规律变化，称为正弦交流电。

直流电交流电任务一认识正弦交流电单元四正弦交流电一、正弦交流电的产生

线圈在匀强磁场中匀速转动，电流表的指针随线圈转动而摆动，且线圈每转动一周，指针左右摆动一次。

实验说明线圈中产生了感应电动势，从而产生了感应电流，并且其大小和方向随时间作周期性变化，这就是正弦交流电产生的基本原理。任务一认识正弦交流电单元四正弦交流电一、正弦交流电的产生线圈中的感应电动势e为e=2Blvsinωt

e=Emsinωt

任务一认识正弦交流电单元四正弦交流电

任务一认识正弦交流电单元四正弦交流电

任务一认识正弦交流电单元四正弦交流电

任务一认识正弦交流电单元四正弦交流电

任务一正弦交流电的表示方法单元四正弦交流电一、解析式表示法电动势、电压、电流的瞬时值表达式就是正弦交流电的解析式，即e=Emsin（ωt+

0）u=Umsin（ωt+

0）i=Imsin（ωt+

0）注：若已知正弦交流电的三要素：周期(频率、角频率)、有效值（最大值）、初相位，就可以写出它的解析式，可以计算出正弦交流电任一时刻的瞬时值。任务一正弦交流电的表示方法单元四正弦交流电二、波形图表示法任一正弦交流电的解析式均可与一正弦波对应，图中，在波形中可反映出正弦交流电的最大值、周期和初相。其中，波形最高处即为正弦交流电的的最大值，波形完整变化一周所需时间为周期T，波形的起始点与原点之间的距离（夹角）则是初相。任务一正弦交流电的表示方法单元四正弦交流电三、旋转矢量表示法

矢量的长度表示正弦交流电的最大值（也可表示有效值）；矢量与横轴的夹角表示初相，

0>0在横轴的上方，

0<0在横轴的下方；矢量以

角速度逆时针旋转。

一个正弦量e=Emsin（ωt+

0），以坐标原点o为端点作一条有向线段，以此线段的长度为正弦量的Em（E），以旋转矢量的起始位置与x轴正方向的夹角为初相

e0，以线段绕原点逆时针旋转的角速度为ω，这样在任一瞬时，有向线段在纵坐标轴上的投影就是该时刻正弦量的瞬时值。因此，一个正弦量可以用一个旋转矢量来表示。任务三正弦交流电路单元四正弦交流电

波形图相量图任务三正弦交流电路单元四正弦交流电

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电二、纯电感电路（一）电感对电流的阻碍作用交流电通过电感线圈时，电流时刻都在改变，电感线圈中必然产生自感电动势阻碍电流的变化，这样就形成对电流的阻碍作用。电感对交流电的阻碍作用称为感抗，用符号XL表示。在ƒ一定时，L越大，XL越大。当L一定时，ƒ越高电流变化也就越快，XL也越大。XL=

L=2

fL单位：欧姆（Ω）当ƒ→∞时，XL→∞，这时电感相当于开路；当ƒ=0时（相当于在直流情况下），XL=0，这时线圈相当于短路，表明直流电通过电感时没有任何阻碍。因此，电感线圈在电路中有通直流阻交流或通低频、阻高频的特性。

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电四、电阻、电感、电容的串联电路（一）端电压u与电流i的相位关系设电路中电流为i=Imsin

t，则根据R、L、C的基本特性可得各元件的两端电压：uR=RImsin

t，uL=XLImsin(

t

90

)，uC=XCImsin(

t

90

)根据基尔霍夫电压定律，在任一时刻总电压u的瞬时值为：u=uR

uL

uC

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电四、电阻、电感、电容的串联电路（一）端电压u与电流i的相位关系

1.当XL>XC时，则UL>UC:2.当XL<XC时，则UL<UC:3.当XL=XC时，则UL=UC:

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电

电压三角形阻抗三角形任务三正弦交流电路单元四正弦交流电

任务三正弦交流电路单元四正弦交流电五、正弦交流电路功率（R-L-C串联电路）

有功功率：电阻上消耗的功率无功功率：电感和电容与电源之间的能量交换P=URI∵UR=Ucos

∴P=URI=UIcos

单位：瓦（W）QL=ULI，QC=UCI∵电感与电容两端的电压在任何时刻都相反∴QL和QC的符号相反一般QL（+），QC（-）

Q=QL-QC=UIsin

单位：乏（var）

任务四三相正弦交流电路单元四正弦交流电一、三相正弦交流电动势的产生发电机的转子绕组有A-X、B-Y、C-Z三个，每一个绕组为一组，各相绕组匝数相等，结构相同，它们的始端（A、B、C）在空间位置上彼此相差120°，它们的末端（X、Y、Z）在空间位置上也是彼此相差120°。第一相(A相或U相)电动势：

eA=Emsin(

t)第二相(B相或V相)电动势：

eB=Emsin(

t

120

)第三相(C相或W相)电动势：

eC=Emsin(

t

120

)对称三相正弦交流电波形图

对称三相正弦交流电相量图

任务四三相正弦交流电路单元四正弦交流电一、三相正弦交流电动势的产生相序：三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序。三个电动势的相序：第一相(A相或U相)→第二相(B相或V相)→第三相(C相或W相)。正相序：eA比eB超前120

，eB比eC超前120

，而eC又比eA超前120

，又称顺相序。负相序：eA比eC超前120

，eC比eB超前120

，而eB又比eA超前120

，又称逆相序。一般在配电盘上用黄色标出A（U）相，用绿色标出B（V）相，用红色标出C（W）相。对称三相正弦交流电波形图

对称三相正弦交流电相量图

由相量图，如果把三个电动势的相量加起来，相量和为零，即e1

e2

e3=0。任务四三相正弦交流电路单元四正弦交流电二、三相电源的联接星形(Y形)联接：将三相发电机三相绕组的末端X、Y、Z(相尾)联接在一点，始端A、B、C(相头)分别与负载相连。中性点（零点）：三个末端X、Y、Z(相尾)联接在一起的点用字母“N”表示。中线（零线）：从中性点引出的导线。相线（端线）：从三相电源三个相头A、B、C引出的三根导线，俗称火线。由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制，通常在低压配电中采用。任务四三相正弦交流电路单元四正弦交流电二、三相电源的联接(Y形)1.相电压：火线与零线之间的电压

瞬时值用uA、uB、uC表示

通常符号用uP表示

有效值：UA=UB=UC=