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单向交流电相位关系

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单相交流电路课件

单相交流电路课件

【例2.4】 u1=311sinωt V
u2=311sin(ωt-120°) V
u3=311sin(ωt+120°) V (1) 试写出u1、u2、u3
(2) 画出u1、u2、u3的相量图；利用相量图求出它们的和u。
【解】(1) 它们的有效值相同都为220 φ1=0,φ2=-2π/3,φ3=2π/3 V
图2.4
图2.5
图2.6
图2.7
1.2 正弦量的有效值
有效值是根据电流的热效应（即电能转化为热 能）得出的。
现将两个阻值相同的电阻分别通以交流电流i和 直流电流I，如果在交流电的一个周期T内，两个电阻 消耗的电能相等，即产生的热量相同，那么这个直 流电流的数值就是这个交流电流的有效值。
在直流电路中，电阻在一个周期时间内消耗的 WD=I2RT 同样，在交流电路中，电阻在一个周期内消耗
图2.8
而复数的指数形式便于复数的乘除运算。设有
A=|A|ejφ1
B=|B|ejφ2 A×B=|AB|ej(φ1+φ2) A/B=|A/B|ej(φ1-φ2)
2.2.2 正弦量的相量表示
u=Umsin(ωt+φu)
另有一复数为
A(t)=Umej(ωt+φu) =Umcos(ωt+φu)+jUmsin(ωt+φu)
因为电流初相位为零，由前面可知角频率为 314rad/s, i=55×1.414×sin314t 相量图如图2.18 A
QL=ULI=220×55=12100 var
(2) 如将电源的频率变为1000Hz , I=U/XL=220/80=2.75 A
图2.18 Ω
XL=2πfL=2×3.14×1000×12.75×10-3=80

中职《电工基础》单相交流电路练习与标准答案

中职《电工基础》单相交流电路练习与标准答案

中职《电工基础》——单相交流电路练习及答案5-1 交流电的基本概念、填空题1．直流电的方向 不随时间 的变化而变化；交流电的方向 随时间 的变化而变化，正弦交流电 则是大小和方向按 正弦规律 变化。

2．交流电的周期是指 交流电每重复变化一次所需的时间 ，用符号 T 表示， 其单位为 秒(S)； 交流电的频率是指 交流电在 1 秒内重复变化的次数 ，用符号 f 表示，其单位为赫兹( Hz)。

1它们的关系是 T=1f 。

3．我国动力和照明用电的标准频率为 50Hz ，习惯上称为工频，其周期是 0.02s ，角频率是 314rad/s 。

4．正弦交流电的三要素是 最大值(有效值) 、 频率(周期、角频率) 和 初相角 。

=1.11 平均值 。

在交流电路中通常用 有效值 进行计算。

6．已知一正弦交流电流 i=sin (314t- 4π )A ，则该交流电的最大值为 1A ，有效值为 22A ，频π率为 50HZ ，周期为 0.02S ，初相位为 -4π。

7．阻值为 R 的电阻接入 2V 的直流电路中，其消耗功率为 P ，如果把阻值为 R 的电阻接到 最大值为 2V 的交流电路中，它消耗的功率为 P/2。

、判断题1．用交流电压表测得交流电压是 220 V ，则此交流电压的最大值是 380 V 。

(× )2．一只额定电压为 220 V 的白炽灯，可以接到最大值为 311 V 的交流电源上。

( √ )3．用交流电表测得交流电的数值是平均值。

( × )5．有效值与最大值之间的关系为 有效值 =最大2值，有效值与平均值之间的关系为 有效值三、选择题1．交流电的周期越长，说明交流电变化得( B )。

A ．越快B ．越慢，C．无法判断2．已知一交流电流，当 t=0 时的值 i0 =1 A，初相位为 300，则这个交流电的有效值为 (B)A 。

A．0.5 B．1. 414 C．1 D．23．已知一个正弦交流电压波形如图5-1 所示，其瞬时值表达式为 (C)V 。

电工基础_交流电

电工基础_交流电

(2) 接到100 V 交流电源时 U 100 XL= 125 I = 0.8 = XL f= 100 Hz 2πL =
晋城市高级技工学校
三.纯电容电路
晋城市高级技工学校
2.功率关系 (1) 瞬时功率: p = U I sin2ωt p＞0 电容储存电场能量(电能→电场能量) p＜0 电容释放电场能量(电场能量→电能) (2) 平均功率(有功功率)
壳上，这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使 用电设备外壳上电位始终处在“地”电位，从而消除了设备产生危险
电压的隐患。
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负载的连接方式：
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作的叫做三相负载,如果每相 负载的阻抗值和阻抗角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。 另一类是只需接单相电源的负载，它们可以按照需要接在三相电源的 任意一相相电压或线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载，但各相 的复阻抗一般不相等，所以不是三相对称负载。如照明灯。
间的电压称为相电压，相电压一般为220V，线电压为380V。
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（1） 负载星形联接时, 电路有以下基本关系: （1）相电流等于相应的线电流, 即
ia iA; ib iB ; ic iC , 或I p I1
（2） 三相四线制电路中各相电流可分成 3 个单相电 路分别计算, 即
相四线制是把发电机三个线圈的末端连接在一起，称为一个公共点（称
为中性点），用符号N表示，从中性点引出的输出电线称为中性线，简称 中线。中线通常与大地相连，并把接地的中性点称为零点。而把接地的
中性线称为零线。工程上，零线或中线所用导线一般用黄绿相间色表示

单相交流电路概述

单相交流电路概述

单相交流电路概述在直流电路中，电路的参数只有电阻R 。

而在交流电路中，电路的参数除了电阻R 以外，还有电感L 和电容C 。

它们不仅对电流有影响，而且还影响了电压与电流的相位关系。

因此，研究交流电路时，在确定电路中数量关系的同时，必须考虑电流与电压的相位关系，这是交流电路与直流电路的主要区别。

本节只简单介绍纯电阻、纯电感、纯电容电路。

一、纯电阻电路纯电阻电路是只有电阻而没有电感、电容的交流电路。

如白炽灯、电烙铁、电阻炉组成的交流电路都可以近似看成是纯电阻电路，如图3—7所示。

在这种电路中对电流起阻碍作用的主要是负载电阻。

加在电阻两端的正弦交流电压为u ，在电路中产生了交流电流i ，在纯电阻电路中，龟压和电流瞬时值之间的关系，符合欧姆定律，即：/i u R =由于电阻值不随时间变化，则电流与电压的变化是一致的。

就是说，电压为最大值时，电流也同时达到最大值；电压变化到零时，电流也变化到零。

如图3—8所示。

纯电阻电路中，电流与电压的这种关系称为“同相”。

通过电阻的电流有效值为：/I U R =公式3—14是纯电阻电路的有效值。

在纯电阻电路中，电流通过电阻所做的功与直流电路的计算方法相同，即：22P UI I R U R ===二、纯电感电路纯电感电路是只有电感而没有电阻和电容的电路。

如由电匪很小的电感线圈组成的交流电路，都可近似看成是纯电感电路，如图3—9所示。

在如图3—9所示的纯电感电路中；如果线圈两端加上正弦交流电压，则通过线圈的电流i 也要按正弦规律变化。

由于线圈中电流发生变化，在线圈中就产生自感电动势，它必然阻碍线圈电流变化。

经过理论分析证明，由于线圈中自感电动势的存在，使电流达到最大值的时间，要比电压滞后90︒，即四分之一周期。

也就是说，在纯电感电路中，虽然电压和电流都按正弦规律变化，但两者不是同相的，如图3—10所示，正弦电流比线圈两端正弦电压滞后90︒，或者说，电压超前电流90︒。

理论证明，纯电感电路中线圈端电压的有效值U ，与线圈通过电流的有效值之间的关系是：L //I U L U X ω==L ω是电感线圈对角频率为叫的交流电所呈现的阻力，称为感抗，用L X 表示，即： L 2X L fL ωπ==式中 L X ——感抗(Ω)；f ——频率(Hz)；L ——电感(H)。

第五章单相交流电

第五章单相交流电

第五章单相交流电1. 纯电阻电路的无功功率为A.0W B.0var C.0V A D.无穷大答案：2 . 已知某交流电路的有功功率为6W、视在功率为10V A，则其功率因数为A.0.6B.0.7C.0.8D.1答案：3 . 电压u=20sin（314t+30°）V与电流i=5sin（314t+10°）A的相位差为A.-20° B.10° C.20° D.40°答案：4 . 在纯电阻正弦交流电路中，当电压为最大值时，电流为A.0B.最大值C.有效值D.无穷大答案：5 . 已知某负载的端电压u=100√2Sinωt V，电流i=10√2Sin(ωt-60°)A，其有功功率为A.250WB.500WC.500WD.1000W答案：6 . 电容器接入直流电路时，其容抗为A.0Ω B.∞ C.1Ω D.取决于具体电路答案：7 . 用万用表欧姆档检测某高频电感时，宜选用的倍率是 A.R×1 B.R×100 C.R×1KD.R×10K答案8 . 已知电流i1=10sin（200πt+60°）A，i2=30cos（200πt+30°）A，则i1与i2相位关系为A.超前30°B.超前30°C.滞后60°D.超前60°答案：9 . 某一电感线圈的色环依次为蓝、灰、红、银，则该线圈的电感为A.6.82μHB.68.2μHC.682μHD.6800μH答案：10. 某正弦电压的最大值为311V，周期为0.02s、初相为30°，则该正弦电压的表达式为A.u=220sin（314t-30°）VB.u=220sin（314t+30°）VC.u=311sin（314t-30°）VD.u=311sin（314t+30°）V答案：11 . 关于串联谐振错误的说法是A.阻抗最小，电流最大B.电路具有选频的本领C.电路的品质因数越大越好D.电路的品质因数和通频带是一对矛盾答案：12 . 某交流电压u=220√2sin（314t+45°）V，当t=0时的值为A.110VB.110VC.220VD.311V 答案：13 . 把交流电和直流电分别通入阻值相等的两个电阻，如果在相等的时间内电阻产生的热量相等，就把直流电的大小定义为交流电的A.瞬时值B.最大值 C.有效值 D.峰值答案：14 . 一个2Ω纯电感负载，接在u=12sin（100πt+30°）V的电源上，其有功功率为A.0WB.24WC.36WD.48W答案：15 . 交流电压u=20sin（314t+30°）V，则此交流电压的周期为A.0.02s B.0.04s C.314 s D.628s 答案16. 下图所示的相量图中，交流电压U1与U2的相位关系是A.超前75°B.滞后75°C.超前30°D.滞后45°答案：17 . 两个同频率正弦交流电的相位差为180°时，它们的相位关系是A.同相B.反相C.正交D.超前或滞后答案：18 . 已知2Ω电阻的电流i=6sin(100πt+45°)A，当其电压u与电流i为关联方向时，u= A.12sin （100πt+30°）VB.12 sin（100πt+45°）VC.12sin（100πt+45°）V D.12sin（100πt+45°）V答案：19 . 关于电感元件磁芯的选择，错误的说法是A.高频器件通常使用空心或惰性(也就是陶瓷)磁芯，它们提供了比磁性铁芯更好的热性能，但是其电感取值有限。

单相电和三相电PPT

单相电和三相电PPT

三相电的安全与维护
01
安全注意事项
02
使用三相设备时，确保设备接地良好。
03
避免在三相设备上使用不匹配的电缆和插头。
三相电的安全与维护
• 定期检查三相设备的连接，确保无松动或腐蚀。
三相电的安全与维护
维护建议 清洁三相设备表面，保持干燥。
定期检查三相设备的电缆和连接，确保无破损或老化。
定期检查三相设备的保护装置，如继电器和断路器，确 保正常工作。
单相电主要用于居民和商业用途，而三相电主要用于工业 和大型商业用途。
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比较内容二：电压
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比较内容三：转换与接入方法
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单相电通过变压器和配电线路进行转换与接入，而三相电 同样通过变压器和配电线路进行转换与接入，但需要注意 安全防护措施。
05 安全与维护
相位
三相电的相位是不同的，通常以120 度的相位差排列，其波形也是正弦或 余弦形状。
单相电与三相电的工作原理比较
电压
单相电的电压通常为220V或 110V，而三相电的电压为380V。
电流
由于相位的不同，三相电中的 电流在三个相位上相互交替， 使得总体电流更为平稳。
应用范围
单相电适用于家庭和商业应用 ，而三相电适用于工业和大型 商业应用。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
可提供更大的电流和功率， 适合于集中式供电。
特点
电压为380V或400V（取 决于国家或地区）。
在三相电动机中，三相电 可产生旋转磁场，从而实
现电动机的转动。
单相电与三相电的优缺点比较
单相电优点 结构简单，成本低。 适用于居民和普通工业用电。

电工基础(第五版)第五章劳动版

二、位移测量和液位测量
位移测量
液位检测计
液位传感器实物图
精品课件 电容应用于位置测量
第五章 单相交流电
§5—3 单一参数交流电路
1.了解纯电阻交流电路、纯电感交流电路、纯电容交流电路 中电压与电流之间的相位关系和数量关系。
2.理解交流电路中瞬时功率、有功功率和无功功率的概念。 3.理解电感和电容的储能特性。
3.感抗—电感对交流电的阻碍作用
电感对交流电的阻碍作用称为感抗,用XL表示。感抗的单位
也是欧姆(Ω)。 感抗的计算式为
电感的感抗与频率的关系可以简单概括为：通直流,阻交 流,通低频,阻高频,因此电感也称为低通元件。
精品课件
第五章 单相交流电
一、超级电容器
超级电容器结构 精品课件
车用超级电容器
第五章 单相交流电
相量图也是正弦量的一种表示方法。其画法是:
(1)确定参考方向,一般以直角坐标系X 轴正方向为参
考方向。 (2)作一有向线段,其长度对应正弦量的有效值,与参考
方向的夹角为正弦量的初相。 若初相为正,则用从参考方向逆时针旋转得出的角度来
表示；若初相为负,则用从参考方向顺时针旋转得出的角度 来表示。
精品课件相量图
电容器放电
放电电压曲线 电容器的放电过程
放电电流曲线
电容器充放电达到稳定值所需要的时间与R 和C 的大小有 关。通常用R 和C 的乘积来描述,称为RC电路的时间常数,用 τ 表示,即:
精品课件
第五章 单相交流电
4.容抗—电容对交流电的阻碍作用 当电容器外接交流电时,电源与电容器之间不断地充电和放 电,电容器对交流电也会有阻碍作用,我们把电容对交流电的阻碍
第五章 单相交流电
§5—1 交流电的基本概念 §5—2 电容器和电感器 §5—3 单一参数交流电路 §5—4 RLC串联电路 §5—5 RLC并联电路

电子课件-《电工学(少学时)(第二版)》-A02-4077 §4-2


第二章 单相交流电路
1. 电感的基础知识
电感量 电感量是反映电感器抗拒电流变化能力的一个物理量, 它在数值上等于当电流以1安培/秒的变化速率通过电感器时， 它能产生多少伏特的感应电动势。 电感量用符号L表示，单位是亨利，用字母H表示。实 际常取毫亨（ ）和微亨（ ）作为电感量的单位，换算关系 如下：
R U 2 220 2 484Ω P 100
3．白炽灯的有功功率为
P U 2 220 2 100 W P 484
第二章 单相交流电路
二、纯电感交流电路
在日常生活经常用到的智能手机、计算 机中都应用到电感器
第二章 单相交流电路
电感器是由铜导线绕成的圆筒状线圈， 线圈内腔有空的，也有铁芯或铁氧体芯。
QC
UI
I2XCU2 XC第二章 单相交流电路6. 电容器的简易测量
第二章 单相交流电路
1法拉=106 微法=109纳法 = 1012皮法 1F =106μF =109nF= 1012 pF
第二章 单相交流电路
3.容抗—电容对交流电的阻碍作用 当电容器外接交流电时，电源与电容器之间不断 地充电和放电，电容器对交流电也会有阻碍作用， 我们把电容对交流电的阻碍作用称为容抗，用XC表 示，容抗的单位也是欧姆（Ω）。容抗的计算式为：
电感的感抗与频率的关系可以简单概括为：“通直流， 阻交流，通低频，阻高频”，因此电感也称为低通元件。
第二章 单相交流电路
2. 电流与电压的关系
纯电感电路欧姆定律的表达式：
I U
XL
感抗只是电压与电流最大值或有效值的比值，
而不是电压与电流瞬时值的比值，即 这是因为u和i的相位不同。
XL
u i
，
第二章 单相交流电路

《电子电工技术》课件——第二章 单相交流电路


例2：已知相量，求瞬时值。
已知两个频率都为 1000 Hz 的正弦电流其相量形
式为： I1 100 60 A I2 10 e j30 A
求： i1、i2
解：
2
f
2 1000 6280
rad s
i1 100 2 sin(6280t 60 ) A
i2 10 2 sin(6280t 30 ) A
u i
90
U
IL
t
I I
C. 有效值 U IL
定义： X L L
则： U I X L
U IL
感抗（Ω） XL
感抗（XL =ωL ）是频率的函数， 表示电感电路中电压、 电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。
ω
d. 相量关系
U
则：U I L e j90 I ( jX )
L
设： I I0
设： U1 a1 jb1 U 2 a2 jb2
则：
U U1 U2 (a1 a2 ) j(b1 b2 ) Ue j
2. 乘法运算
： 设
U1 U1e j1 U 2 U 2e j2
则： 3. 除法运算
U U1 U 2 U1 U 2 e j(12 )
则：
U1 U 2
U1 U2
U e j
U
指数式 极坐标形式
三、正弦量的相量运算
1、相量图运算
例：同频率正弦波相加 -- 平行四边形法则
u1 2U1 sin t 1
u2 2U2 sin t 2
U 2
U
同频率正弦波的 相量画在一起， 构成相量图。
2
1 U1
U U1 U 2
相量的复数运算
1. 加 、减运算

单相交流电路之正弦交流电


变压器：改变电压和电流，实现能量传输和转换
电感：储存磁场能量，阻碍电流变化
导线与开关
导线：连接电源和负载的导线，用于传输电流
开关：控制电路通断的开关，用于保护电路和设备安全
单相交流电路的分析方法
03
阻抗分析法
阻抗分析法的定义：通过分析电路中各元件的阻抗，来求解电路中电流、电压等参数的方法。
添加标题
添加标题
功率分析法
功率的测量方法：使用功率表或电能表进行测量
功率的用途：用于分析电路的能耗和效率
功率的定义：电压与电流的乘积
功率的种类：有功功率、无功功率、视在功率
功率的计算公式：P=UI
相量分析法
相量分析法的基本概念和原理
添加标题
相量分析法在单相交流电路中的应用
添加标题
相量分析法的优点和局限性
并联谐振的条件：当电路中的电感L和电容C的频率相同时，电路中的电流达到最大，这种现象称为并联谐振。
滤波器的工作原理
滤波器是一种能够滤除特定频率信号的电子设备
滤波器的工作原理主要是利用电容、电感等元件的频率特性来实现信号的滤波
滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等类型
滤波器的性能指标主要包括通带增益、阻带衰减、截止频率等
效率：交流电的转换效率，单位为百分比（%）
单相交流电路的组成
02
电源
交流电源：提供交流电能
直流电源：提供直流电能
变压器：将交流电能转换为直流电能
整流器：将交流电能转换为直流电能
滤波器：滤除交流电中的杂波和噪声
稳压器：稳定交流电的电压和频率
负载
电阻：消耗电能，产生热量
电容：储存电场能量，阻碍电压变化
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（3）用瓦特计测量单相电路的功率。
（4）熟悉并掌握Multisim的使用及基本操作。
2电路设计
(1)负载为单一参数
负载为电感
电压、电流大小及相位关系
负载为电容
电压、电流大小及相位关系
负载为电阻
电压、电流大小及相位关系
（2）RLC串联（电流、电压及功率）
阻抗为容性
阻抗为感性
数据处理：
（1）单一负载
当负载为纯电阻时，由电压与电流的相位关系可看出：电阻两端的电压与电流的相位为同相位。
实习（实训）报告
实习（实训）名称：单相交流电路的分析
学院：
专业、班级：
指导教师：
报告人（学号）：
时间：
实习主要内容：
三单相交流电路的分析
1目的及要求
（1）分别验证单一参数电阻、电感、电容两端的电压及流过的流间
的大小关系、相位关系。
（2）以RLC串联电路为例，验证总电压、总电流与阻抗的关系（包括大小和相位）。
分析：测量正弦交流信号激励下的电路元件参数值，可以通过电压表、电流表和功率表的测量参数据计算得到分别测量出电路元件两端的电压U、流过该元件的电流I和元件所消耗的功率P，然后通过计算得到所求的电路元件参数值；这种方法称为三表法：复阻抗的模：/Z/=UI，等效电阻：R=P/I=/Z/cosφ,等效电抗X=/Z/sinφ,等效电感L=X/w(当X>0时）等效电容：C=1/wx。测量正弦交流信号激励下的电路元件参数值，还可以通过三个交流表的测量数据计算得出（即三安法）。被测量电路元件并联一个电阻元件后，分别测量出流过被测电路元件的电流I2、流过并联电阻元件的电流I3和电源提供的电流I1，然后通过计算得到所求的电路元件参数值，阻抗的模：/Z/=RI3/I2,等效电阻R=/Z/cosφ,等效电抗X=/Z/sinφ,,等效电感L=X/w(当X>0时）等效电容：C=1/wx(当X<0时）
（3）通过此次仿真实验，我更加深刻的认识了单项交流电的性质及单向交流电在不同负载情况下电压与电流的相位关系。
问题：（1）进行电路的模拟实验时，对于示波器的使用不太熟悉导致仿真出来的相位及电路的整体布局不够简洁。
（2）由于实验参数的选取不当而导致仿真结果在计算时存在一些问题，最终导致仿真效果没有预想的明了。
P0=U*I=220.002V*37.620μA=8276.5mW
φ=arccos0.012=89.33°
cosφ= P1/ P0=0.012
RLC串联电路的阻抗表现为感性时：
P0=U*I=220.003V*1.101A=242.222W
φ=arccos0.999=2.56°
cosφ= P1/ P0=0.999
主要收获体会与存在的问题：
主要收获：
（1）此次设计仿真实验让我对multisim软件的使用有了进一步的掌握。
（2）通过此次实验我明白了如何方便简洁的把电路表达出来，同时通过使用计算机仿真软件搭建自主设计的电路模型使我对仿真软件及所学知识有了进一步的巩固。另一方面，此次设计实验还使我明白要想更好的学好一门专业知识，实践是很重要的也是不可或缺的。
指导教师意见：
指导教师签字：
年月日
备注：
当负载为纯电容时，由电压与电流的相位关系可看出：电容两端的电压与电流的相位关系为电流超前电压90°。
当负载为纯电感时，由电压与电流的相位关系可看出：电感两端的电压与电流的相位关系为电压超前电流90°。
（2）RLC串联电路
由公式：P0=U*I P1=P0*cosφ
RLC串联电路的阻抗表现为容性时：(测的功率为P1)