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第三章第三节第一节大小和方向随时间按正弦规律变化的电压、电流统称为正弦量。一、周期电流在一个周期内平均值为零的周期电流称为交变电流。二、正弦交流电1.最大值3.相位、初相第十三讲4.相位差>0电压超前电流φ角;(或电流滞后电压φ角)=0电压与电流同相位;<0电流超前电压φ角;=±π电流与电压反向。φ>0周期,频率,角频率从不同角度描述了正弦量变化的快慢。三者只要知道其中之一便可以求出另外两个.所以交流电的有效值是瞬时值的方均根。有效值与最大值的关系推导如下:已知i=Imsin(t+/6)A,=314rad/s,t=0时其瞬时值为16A。试求有效值I并求t为多少时i=Im?第二节正弦信号的三要素可用一旋转矢量来表示:令矢量长度=Im矢量初始角=Ψ矢量旋转速度=ωω一般我们研究的是同频率的正弦量,用相量表示时,它们同以ω速度旋转,相对位置保持不变。因此,在同一相量图中,以t=0时刻的相量表示正弦量。1.复数表示法:其中这样,表示正弦电压的相量为(1)只有正弦量才能用相量表示;第十四讲30三、复数已知四、基尔霍夫定律的相量形式第三节第三节Im、Um(U、I)同样满足欧姆定律:i可见:p≥0,电阻是一个耗能元件。u2.功率关系显然,第一个1/4周期P>0,电感吸收能量,第二个1/4周期P<0,放出能量.它与电源间进行能量的互相交换。(2)平均功率(有功功率)第十五讲解:u电容中的电流超前电压ωt(2)平均功率(有功功率)解:第四节1.电压与电流关系φ总电压有效值式中X=XL-XC称为电抗相位关系>0电压超前电流电路呈感性。<0电流超前电压电路呈容性。=0电压与电流同相,电路呈纯电阻性。如图为一RC串联电路,R=1kΩ,C=0.05µF,第十六讲二、阻抗的串联和并联分压公式为:分流公式:如图所示电路,R=10Ω,XL=15Ω,XC=8Ω,电路端电压,第十七讲第五节U10Ω第十八讲第六节第六节所以电路的有功功率为:1.无功功率U阻抗三角形,电压三角形和功率三角形是三个相似的三角形。(2)第十九讲第七节在含有电感和电容元件的电路中,若出现电源电压与电流同相位,整个电路呈纯电阻性,此时电路的状态称为谐振。一、串联谐振阻抗:z0=R最小电流:I0=U/z0=U/R最大电压:XL=XC,UL=UCU=URcosφ=1电感与电容的能量可以彼此交换而电源与电抗元件之间无能量交换,电源供给的能量被电阻消耗。电流谐振曲线图中,,二、并联谐振并联时一般R不连接,Q>>1电感与电容的能量仍然彼此交换而电源与电抗元件之间无能量交换,电源供给的能量被电阻消耗。并联谐振时电压与电流同相位,即第二十讲第八节第八节t一、非正弦量的谐波分析f(t)为满足狄里赫利条件的非正弦周期函数,其傅里叶展开级数为:K可以推出非正弦周期电压和电流的有效值分别为三、非正弦周期电流电路的计算i(t)i(t)第九节我们把幅值相等,频率相同,彼此之间的相位差角相差120°的三个电源称为对称三相电源。uA=UmsinωtuB=Umsin(ωt-120°)uC=Umsin(ωt+120°)3.相量表达式4.相量图二、三相电源的连接方式AO为中点(零点),由O点引出的线叫中线(零线)。由A、B、C三端引出的线为端线或相线(火线)。有中线供电—三相四线制星形联接的三相电源,相、线电压之间的关系由KVL知:UABUAUC三、三相负载的连接方式A设:ZA=zA∠φAZB=zB∠φBZC=zC∠φCİA,İB,İC互差120°,显然三个电流也是对称关系。相量图为:在三相四线制电路中,不管负载是否对称,电源的相电压和线电压总是对称的,所以负载各相电压对称。由于负载不对称,各相电流不对称,中线电流不为零。计算时需要三相分别计算。将三相四线制里的中线断开,这时称为三相三线制。在无中线且负载不对称的电路中,三相电压相差很大,有效值不等,将出现与负载额定电压不符。实际的三相供电系统中,负载大都不对称,因此,多采用三相四线制供电方式。所以,中线不能开路,不能装开关和保险丝。由KCL知:İA=İAB-İCAİB=İBC-İABİC=İCA-İBC相量图为:可见:对称三相负载作三角形联接时各相、线电压,相、线电流都对称。在三角形联接的三相电路中,不管负载是否对称,负载的相电压等于电源的线电压,总是对称的。在负载不对称时,电流不对称,要逐相计算,相、线电流之间不再满足√3倍的关系。有一对称三相负载星形联接的电路,三相电源对称.每相负载中,L=25.5mH,R=6Ω。uAB=380√2sin(314t+30°)V求各相电流iA,iB,iC。ic=22√2sin(314t+66.9°)A下图所示的对称三相电路中,已知电源的相电压