正弦交流電(二).doc

正弦交流電（二）1、 正弦交流電中的電阻元件交流電路中電阻R，電容C，電感L是三個基本的電路參數(shù)。在實際工作中，常用到的白織燈，電烙鐵和各類電阻等，其電阻起主要作用，電感，電容對電路的影響很小，可以忽略不計，我們就把上述元件認為是純電阻元件來進行分析。圖一為一純電阻電路。（1）、電流與電壓之間的關系： 式一： Ir=Ur/R(2)、電流與電壓之間的相位關系：圖二是純電阻負載電流，電壓，功率在正弦電路中的波形圖和相量圖。當電壓和電流的參考方向一致時，電流和電壓同相。如果正弦電壓的初相不是零度，而是某角度，則電流的初相也是角。（3）、電阻元件的功率 在交流電路中，任意瞬間元件的電壓瞬時值與電流瞬時值的乘積叫做該元件的瞬時功率，以P表示。 式二： P= Ur Ir 功率的單位是W（瓦），工程上常用KW表示。1KW=1000W例題一：一電阻R=100，通過電阻的電流I=22sin(314t+30)A,求電阻消耗的功率。解：I=2AP=IR=22100=400W2、 正弦交流電路中的電感元件（1） 電感元件上電壓和電流的關系圖三，是純電感電路，給電路加一正弦電壓U，電感中有電流I流過，U，I，EL的參考方向一致，并標于圖上。電感上的自感電壓：式三：ULm=ILm L兩邊同除以2，得 式四： Ul=Il l或IL=UL/L=UL/XL電感上的感抗：式五：XL=l=2L 感抗XL的單位是，電壓一定的條件下，感抗越大，電流越小。 通過式五和圖四，我們可以看出，感抗是隨頻率變化的，頻率越高，感抗越大。理想的直流電的頻率是0，那感抗也就是0，在高頻電子線路中，電感的等效電路就是短路。聯(lián)系到我們的實際工作中，變壓器有沒有輸入直流的，為什么全是交流，差不多也是這個道理。（2） 相位關系 圖五是電感元件上的電壓，電流，自感電勢的波形圖和相量圖?？梢钥闯?，電感上，電壓超前電流90。波形圖上，在第一個1/4周期，電流是從0開始，沿參考方向增長，開始時EL最大；以后EL逐漸減少，當電流達到最大值時，EL為0。在這1/4周期內(nèi)，電流為正值，自感電勢為負值，說明起阻止電流增長的作用。在第二個1/4周期內(nèi)，電流I從最大逐漸減小為0，此時EL從0逐漸增大，EL為正，即實際方向和電流方向一致，起阻止電流減小的作用。另半個周期前半周期類似。圖中還可以看出EL滯后電流90。（3）、電感元件上的功率電感元件的瞬時功率P是隨時間變化的正弦函數(shù)，其功率為電源頻率的兩倍。 式六：P=IL UL sin2t 電感元件的瞬時功率的最大值叫做電感元件的無功功率，QL，單位為乏爾，簡稱乏。 式七：QL=ULIL3、 正弦交流電路中的電容元件 （1）、電容元件上的電壓，電流關系如下圖六，選定UC，IC的參考方向一致，設外接電壓為： UC=UCm sin t則電路中的電流：ic=Icm sin (t+/2) 式八可以看出U，I為同頻率正弦量，其頻率由電源頻率決定。電容的容抗: XC=1/C=1/2fC 式九 容抗表示電容在充放電過程中對交流的一種阻礙作用。圖七是容抗與頻率的關系，頻率越大，容抗越小。在高頻線路中，電容的直流等電路就是開路。（2）、電容元件上的電壓與電流的相量關系圖九是純電容電路中電流與電壓的波形圖和相量圖，可以看出，電流超前電壓90。（3）、電容元件上的功率電容元件上的瞬時功率P： 式十：P=UCICsint電容元件上瞬時功