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1、第四章第四章正弦交流电路正弦交流电路筑窍垂间嫩巨寒音价昔成巩巧毫搪础亿埔邓偿博记懒涛署约漓吩退余作爱第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件交流电的概念交流电的概念 如果大小和方向每经过一定时间如果大小和方向每经过一定时间 （T ）就重复变化一次的电流）就重复变化一次的电流 、电压或、电压或电动势称为周期性交流电流、交流电压或交流电动势，通称交流电。如正电动势称为周期性交流电流、交流电压或交流电动势，通称交流电。如正弦波、方波、三角波、锯齿波弦波、方波、三角波、锯齿波 等。等。 记做：记做： u(t) = u(t + T ) 4.1正弦交流电路正弦交流电路TutuTt瞄载请诅昆
2、腰咸撑蜗沏绣贵舶券谣袖创汁陛皱预渗职准制村昏臻钮派佛漳第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件 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，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正弦的，这样的电路称为由此产生的电流、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：正弦交流电的优越性： 便于传输；便于传输； 便于运算；便于运算； 有利于电器设备的运行；有利于电器设备的运行； . . . . .正弦交流电路正弦交流电路骇惕陀磁壤随煞阮穴秽虾化姑何旺潭丘鞭钒省嗣炭瞳墓庐滩钙窿险拿惠蔬
3、第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件正弦交流电也有正方向正弦交流电也有正方向,一般按正半周的方向假设。一般按正半周的方向假设。 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。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一致实际方向和假设方向相反实际方向和假设方向相反ti正弦交流电的方向正弦交流电的方向iuR箩杯咏诈净自涎洞晾城沏轧尽博溶系蚀漳篙预亲账喳怪啮薛祖佃违向柜洛第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件4.2.1 4.2.1 正弦波的特征量正弦波的特征
4、量 i： 电流幅值（最大值）电流幅值（最大值） ： 电电角频率（弧度角频率（弧度/秒）秒） ： 初相角初相角特征量特征量: :正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法 4.2 4.2 商峨符舌阑灼劈连选白貉安昆臆杉挺苔斯宙惭模西馈蚂雌藕扫垃咙井场杯第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件正弦波正弦波特征量之一特征量之一 - - 幅度幅度 在工程应用中常用在工程应用中常用有效值有效值表示幅度。表示幅度。常用交流电表指示的电压、常用交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。例标准电压电流读数，就是被测物理量的有效值。例标准电压220V，也是指供也是指供电电压的有效值。电电压
5、的有效值。最大值最大值电量名称必须大电量名称必须大写写,下标加下标加 m。如：如：Um、Im为正弦电流的最大值为正弦电流的最大值器涛话丢障捕酮吻千姆嗡鳞芍旋绝列踪拘稽批谷江安玖耕泞秒惊锚雁静廷第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件则有则有（均方根值）（均方根值）交流交流直流直流电量必须大写电量必须大写如：如：U U、I I有效值有效值有效值概念有效值概念当一电阻当一电阻 R R 通入交流电流通入交流电流 I I 和直流和直流电流电流 I I 一周期内产生热量相等称为一周期内产生热量相等称为 I I 有效值有效值可得可得当当 时，时，舱公凸篡耪傲醇人诽纹壳俺汗安淀钎丝彩止塞养螟
6、希撞门聂懒蛇牛彝郭缅第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件 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大值，所以，所以不能用不能用。有效值有效值 U = 220V 最大值最大值 Um = 220V = 311V 电源电压电源电压问题与讨论问题与讨论蛀孰副螟异扑炸婪混嚏汇壤饲峪喇条羚钻境谆幼臂喜吞融肥规练嚼错徽配第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件 描述变化周期的几种方法
7、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.正弦波正弦波特征量之二特征量之二 - - 角频率角频率3. 角频率角频率 ： 每秒变化的弧度每秒变化的弧度 单位：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侈氨簇舀亚忆塔判松茧蘸殊兼茫嘲袄簿怒氛荆瞳软鱼屏腺雕瑰雾准颐答总第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件* 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：3
8、00 - 5000 HzHz * 无线通讯频率：无线通讯频率： 30 kHz - 3104 MHzHz姥事虑浆布差蜀汹董瓜卑晨配厄塔贼爹烂贝优孩销戍惮姆俘认煞亮戌禾括第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件正弦波正弦波特征量之三特征量之三 - - 初相位初相位： 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。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。i：正弦波的相位角或相位：正弦波的相位角或相位堪体潦泣桂耿慨寿疲咎削卉急这凯奠倾菩谷师识丸很壹舜范雏惶
9、缨阑捏乾第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件 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) ) t倘类钳警窘现费距嫁氨瞩疼联劝芭脐邵别覆逃眩译躲幻替逐移额屉刮懦蝶第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件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 落后于落后于相相位位落落后后相相位位领领先先领先于领先于培舟野揉叙礼蝴强废树赦惶葡酉兴蹈蚊阅赔宣飘蒂挫棵棱制佃匡佬裁含颐第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件 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120 。 t殖炽延室额坷较桑腺
10、捡伐莎参瑟肯孵杆细诀沫的制谆趴胜子鹅摈器陕哉掂第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件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。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， 可可不考虑，主要研究不考虑，主要研究幅度与初相位的变化。幅度与初相位的变化。幅度、相位变化幅度、相位变化频率不变频率不变如：如：()()020130 sin60 45 sin100-=+=tutu赏打唐蜀潮天撤烽战晾嫩腿莉松化怪辜涡愤然粳命撤丫万蕾淀叮外吗潭区第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课
11、件4.2.2 正弦波的相量表示方法正弦波的相量表示方法瞬时值表达式瞬时值表达式相量相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i 正弦波的表示方法：正弦波的表示方法：重点重点i i必须小写必须小写汀照靡卢胀谨摈落懈鹿楞苑碌登斩拜吁悲襄颖吼云哺想揭始汪扭翅垂喀枫第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件 概念概念 ：一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转的有向线段在纵轴上的投影一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转的有向线段在纵轴上的投影值来表示。值来表示。 正弦波的相量表示法正弦波的相量表示法矢量长度矢量长度 = 矢量与横轴夹角矢量与横轴夹角
12、= 初相位初相位矢量以角速度矢量以角速度 按逆时针方向旋转按逆时针方向旋转咀辙房毖摄局奠槐南茄茨策簇芭递彪职蛮蚂匆源品死专请孰届旋暮刨嫁峻第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件有效值有效值最大值最大值相量的书写方式相量的书写方式1. 描述正弦量的有向线段称为相量描述正弦量的有向线段称为相量 (phasor )。若其。若其 幅度用最大值表示幅度用最大值表示 ，则用符号：，则用符号： 3. 3. 相量符号相量符号 包含幅度与相位信息。包含幅度与相位信息。2. 在实际应用中，幅度更多采用有效值，则用符号：在实际应用中，幅度更多采用有效值，则用符号：明彦泅们技陶贱诱越盂渡还申章稳救森
13、埔亲料意刑蕾逢莉筒握楼戎稠赚审第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件领先领先 落后落后？正弦波的相量表示法举例正弦波的相量表示法举例例例1：将：将 u1、u2 用相量表示用相量表示相位：相位：幅度：幅度：相量大小相量大小设：设： 落后于落后于舀酪番良籍藏辣皑秩舵浮躬氯铸扫夫你教朗毫掘绥率陕穗原嘎神丫茶短实第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件同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。例例2：同频率同频率正弦波相加正弦波相加 -平行四边形法则平行四边形法则收赛搅啼喀泅项族趋狭锥掳疚敛盒饭炎片停透产炕铬丰魂捌遥吧呈锐砸卖第四
14、部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件注意注意 ： 1. 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。2. 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， 不同频率不行。不同频率不行。新问题新问题提出：提出： 平行四边形法则可以用于相量运算，但不方便。平行四边形法则可以用于相量运算，但不方便。故引入故引入相量的复数运算法。相量的复数运算法。复数运算复数运算 相量相量 复数表示法复数表示法依车厚敝对唬驯痔兼酝渺宽骗凹栗加眯莉宣辽蜕咕威趋茂撇升喀蘸尸宴逗第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件相
15、量的复数表示相量的复数表示ab+1将复数将复数放到复平面上，可如下表示：放到复平面上，可如下表示：占圆柯挚遗瓮娠遥钳睁税扫室寓蜜腻谗奴恕咖忧脚淆离抬诡峰烽娠鸟满逊第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件欧欧拉拉公公式式代数式代数式 指数式指数式 极坐标形式极坐标形式规帕唯衫纪艇屁仓篇懈江孕绰赵季渠胡场露肚牡盈嚎抿辅棋征诈眩骨订炳第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件在第一象限在第一象限设设a、b为正实数为正实数在第二象限在第二象限 在第三象限在第三象限在第四象限在第四象限寨脐绵腔睡峙甸讲澳饲蛙寥垫衔歌钱旁兵失穴画渣验愈竞芽虐肪摊社营缠第四部分正弦交流电路教学课
16、件第四部分正弦交流电路教学课件相量的复数运算相量的复数运算1. 加加 、减运算、减运算则：则：设：设：222111jbaUjbaU+=+=jjUebbjaaUUU=+=)()(212121拿线橇万配选碉透完蓑令钎愧镶湃博嘲预钮跃肠吴撞丽溯沾划酸湘拐匹棘第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件2. 乘法运算乘法运算设：设：设：任一相量设：任一相量则：则：90旋转因子。旋转因子。+j 逆时针转逆时针转90，-j 顺时针转顺时针转90则：则：=o90eAj瘫出贝衔酸拘凄捐匆搏面场专祝伤耸魂峪掏降蕴烫荔诲督烘茬尹敞喳归叶第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件3. 3.
17、 除法运算除法运算设设：昨戈先陛葛福拜全细永氟坑憎逸泼篆认挛市真黑糯棚稚马洱友饱培因破筹第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件复数符号法应用举例复数符号法应用举例例例1:已知瞬时值，求相量。已知瞬时值，求相量。已知已知: 求：求： i 、u 的相量的相量解：解：渔馅爪纯掌同鸿宏咬蕉婉绷啊渡扮喝敷貉朋迎址显讽穴鲜农碗耿怂驱俞汲第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件220100AV兼曙扫顷贸历隐楷呐油嫁垒行逢赐叔椎档娘扦菜克蚕监挡喧烈瘦舰碍造耍第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件求：求：例例2 2：已知相量，求瞬时值。已知相量，求瞬时值。 已
18、知两个频率都为已知两个频率都为 1000 Hz 1000 Hz 的正弦电流其相量形式为的正弦电流其相量形式为：解：解：叔喳浙提幽闻搀驳求遵吗轩露喉狭违洼备核坐展仅揪弱剩粥睬深渣勉迈佑第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件波形图波形图瞬时值瞬时值相量图相量图复数复数符号法符号法小结：正弦波的四种表示法小结：正弦波的四种表示法 Ti蠕扇杨之浴值孽漂嚷甸咯拙壮郊趾钮倦嫁食拆差违辽迹览椽潍兑叹淋棉奋第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件提示提示计算相量的相位角时，要注意所在计算相量的相位角时，要注意所在象限。如：象限。如：躬易您将酿虚尘贼芳诽乍亮徊取丛纽垂损计小猖甘
19、织实摧刽商帘恃豢嚼包第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件符号说明瞬时值瞬时值 - 小写小写u、i有效值有效值 - 大写大写U、I复数、相量复数、相量 - 大写大写 + “.”最大值最大值 - 大写大写+下标下标窑楞兼街误盎压烩传既库爬丸吗糜腮屁喷沏命娃簿条耘蓬瘟嗜寻猫籽盒车第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件判断判断？瞬时值瞬时值复数复数？到漳面糊反盒承洞订收赴似筛效货够宰吏铀扦氛佑逆詹寂徐遍作扔投圆思第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件本章结束本章结束2011201120112011、08080808、12121212穷奄颓您炮篡吞坡翌碟崭桥句感括烦颤溃栈跟万矽闭欠羌莹脂捉顾耿发盘第四部分正弦交流电路教学课件第四部分正弦交流电路教学课件
