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1、第二章 单相正弦交流电路,2.1 正弦交流电路的基本概念,2.3,单一参数的正弦交流电路,2.4,RLC串联交流电路,2. 5 RLC并联交流电路,正弦交流电基本概念,教学目的:了解正弦交流电的概念,掌握正弦交流电的三要素、有效值。 教学安排: (1)旧课复习(5分钟) (2)新课讲解(80分钟) (3)新课小结(5分钟) 作业:课本习题,交流电的概念,如果电流或电压每经过一定时间 (T )就重复变化一次,则此种电流 、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 等。 记做: u(t) = u(t + T ),2.1 正弦交流电的基本概念,如果在电路中电动势的大小与方向均随时
2、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。,正弦交流电路,正弦交流电的优越性: 便于传输、分配和使用; 有利于电器设备的运行和维护; . . . . .,正弦交流电也有正方向,一般按正半周的方向假设。,交流电路进行计算时,首先也要规定物理量 的正方向,然后才能用数字表达式来描述。,实际方向和假设方向一致,实际方向和假设方向相反,正弦交流电的方向,i,u,R,正弦波的特征量,为正弦电流的最大值,正弦波 特征量之一 - 幅度,有效值概念,若购得一台耐压为 300V 的电器,是否可用于 220V 的线路上?,该用电器最高耐压低于电源电压的最大值,所以不能
3、用。,描述变化周期的几种方法 1. 周期 T: 变化一周所需的时间 单位:秒,毫秒,正弦波 特征量之二 - 角频率,3. 角频率 : 每秒变化的弧度 单位:弧度/秒,2. 频率 f: 每秒变化的次数 单位:赫兹,千赫兹 .,* 电网频率: 中国 50 Hz 美国 、日本 60 Hz,小常识,* 有线通讯频率:300 - 5000 Hz,* 无线通讯频率: 30 kHz - 3104 MHz,正弦波 特征量之三 - 初相位,: t = 0 时的相位,称为初相位或初相角。,:正弦波的相位角或相位,幅度:,已知:,频率:,初相位:,两个同频率正弦量间的相位差( 初相差), t,两种正弦信号的相位关系
4、,同 相 位,相 位 落 后,三相交流电路:三种电压初相位各差120。, t,可以证明同频率正弦波运算后,频率不变。,结论: 因角频率()不变,所以以下讨论同频率正弦波时, 可不考虑,主要研究幅度与初相位的变化。,2.2 正弦交流电的相量表示法,教学目的:让学生掌握正弦量的相量表示法和相量运算;纯电感电路的电压和电流及功率关系。 教学安排: (1)旧课复习(5分钟) (2)新课讲解(80分钟) (3)新课小结(5分钟) 作业:课本习题,正弦波的相量表示方法,正弦波的表示方法:,3. 相量符号 包含幅度与相位信息。,有效值,1. 描述正弦量的有向线段称为相量 (phasor )。若其 幅度用最大
5、值表示 ,则用符号:,最大值,相量的书写方式,2. 在实际应用中,幅度更多采用有效值,则用符号:,正弦波的相量表示法举例,例1:将 u1、u2 用相量表示,注意 :,1. 只有正弦量才能用相量表示,非正弦量不可以。,2. 只有同频率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。,复数,设a、b为正实数,复数运算,1. 加 、减运算,则,2. 乘法运算,设,则,3. 除法运算,则,设任一相量,应用举例,解:,例1:,已知瞬时值,求相量。,A,V,求:,例2:,已知相量,求瞬时值。,波形图,瞬时值,相量图,复数 符号法,小结:正弦波的四种表示法,提示,计算相量的相位角时,要注意所在 象限。如:,符号说明,瞬时值 - 小写,u、i,有效值 - 大写,U、I,复数、相量 - 大写 + “.”,最大值 - 大写+下标,正误判断,?,瞬时值,复数,正误判断,?,瞬时值,复数,已知:,正误判断,?,?,有效值,j45,则:,已知:,正误判断,?,?,则:,已知:,?,正误判断,最大值,
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