电工基础复习4 正弦交流电

发布 2019-07-06 01:44:15 阅读 3531

一、正弦交流电的主要参数。

大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势叫做正弦交流电流、电压、电动势。

1.周期与频率。

交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期;周期的倒数叫做频率;角频率与频率之间的关系为 = 2f。

2.有效值。

正弦交流电的有效值等于振幅(最大值)的0.7071倍,即。

3.正弦交流电的三要素:有效值、频率、初相。

4.相位差。

两个正弦量的相位差为 12 = 01 02,存在超前、滞后、同相、反相、正交等。

二、交流电的表示法。

1.解析式表示法。

i(t) =imsin(t i0)、u(t) =umsin(t u0)、e(t) =emsin(t e0)

2.波形图表示法。

波形图表示法即用正弦量解析式的函数图象表示正弦量的方法。

3.相量图表示法。

正弦量可以用振幅相量或有效值相量表示,但通常用有效值相量表示。

振幅相量表示法是用正弦量的振幅值做为相量的模(大小)、用初相角做为相量的幅角;有效值相量表示法是用正弦量的有效值做为相量的模(大小)、仍用初相角做为相量的幅角。

三、 纯电阻电路:只含有电阻元件的交流电路叫做纯电阻电路,如含有白炽灯、电炉、电烙铁等电路。

1、电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。设加在电阻r上的正弦交流电压瞬时值为u = umsin( t),则通过该电阻的电流瞬时值为。

2、电压、电流的有效值关系:

3、电阻的两端电压u与通过它的电流i同相。

四、纯电感电路。

1.感抗xl=l=2fl 自感系数l的国际单位制是亨利(h)

2.电感电流与电压的大小关系:感抗单位是欧姆()。

3.电感电压比电流超前90(或 /2),即电感电流比电压滞后90。

五、 纯电容电路。

1.容抗:;单位欧姆();2.

3.电容电流比电压超前90(或 /2),即电容电压比电流滞后90

六、电阻、电感、电容的串联电路。

一)r-l-c串联电路的电压关系。

由电阻、电感、电容相串联构成的电路叫做r-l-c串联电路。

各电压之间的大小关系为:,称为电压三角形关系式。

二)r-l-c串联电路的阻抗。

由于ur = ri,ul = xli,uc = xci,可得。

上式称为阻抗三角形关系式,|z|叫做r-l-c串联电路的阻抗,其中x = xl xc叫做电抗。阻抗和电抗的单位均是欧姆()。阻抗三角形的关系如图所示。

由相量图可以看出总电压与电流的相位差为。

上式中叫做阻抗角。

三)r-l-c串联电路的性质。

根据总电压与电流的相位差(即阻抗角 )为正、为负、为零三种情况,将电路分为三种性质。

1. 感性电路:当x > 0时,即x l > x c, >0,电压u比电流i超前,称电路呈感性;

2. 容性电路:当x < 0时,即x l< x c, <0,电压u比电流i滞后||,称电路呈容性;

3. 谐振电路:当x = 0时,即x l = x c, =0,电压u与电流i同相,称电路呈电阻性,电路处于这种状态时,叫做谐振状态。

七、交流电路的功率瞬时功率:p=u i

1.电阻元件上的功率:p=iur(w),有功功率(平均功率)。

2.纯电容电路的功率:qc=uc i

3.纯电感电路的功率:ql=uli(var),无功功率。

4.rlc串联电路的功率。

1)p=uri=ucosi=u icos (2)q=ql-qc=(ul–uc)i=u i sin

3)视在功率:s = ui,单位:va(伏安)、kva(千伏安)

4)功率三角形s =

公式:p=ui cos;q=ui sin;s=ui 适用于任何交流电路。—电路总电压和总电流的相位差。

电路的有功功率表示电路中所消耗的功率,电路的视在功率表示电源所能提供的功率。

5.功率因数:=cos=

练习题。一、 填空题。

1、 交流电的三要素是和。

2、 我国工频交流电的频率为 ,周期为。

3、 两个正弦量同相,说明两个正弦量的相位差为 ,两个正弦量反相,说明两个正弦量的相位差为 ,两个正弦量正交,说明两个正弦量的相位差为 。

4、 纯电阻正弦交流电路中,电压的有效值与电流有效值之间的关系为电压与电流在相位上的关系为。

5、 纯电阻正弦交流电路中,已知端电压u=10sin(314t-30o)v,电阻r=10ω则电流i电压与电流的相位差电阻上消耗的功率pw。

6、 纯电感正弦交流电路中,有功功率p= w,无功功率ql与电流i、电压u、感抗xl的关系为。

7、 在rlc串联电路中,当xl xc时,电路呈感性,当xl xc时,电路呈容性,当xl xc时,电路发生诣振。

8之比叫做功率因数,感性电路提高功率因数的方法是 。

9、已知交流电压u=220sin(314t+45o)v,它的有效值是 ,频率是 ,初相是 。若电路接上一纯电感负载xl=220ω,则电路上电流的大小是 。电流的解析式是。

0、在谐振电路里可以增大品质因数,以提高电路的 ,但若品质因数过大就使变窄了,接收的信号就容易失真。

二、 选择题。

1、交流电的周期越长,说明交流电变化得( )

a、越快 b、越慢 c、不确定。

2、已知两个正弦量为u1=20sin(314t+30o)v, u2=4sin(314t-60o)v,a、u1比u2超前30ob、u1比u2滞后30o

c、u1比u2超前90od、不能判断相位差。

3、在纯电阻电路中不列各式正确的是( )

a、ib、i=

c、i=ud、i=u/

4、下列说法正确的是( )

a、无功功率是无用的功率

b、无功功率是表示电感元件建立磁场能量的平均功率

c、无功功率表示电感元件与外电路进行能量交换的瞬时功率的最大值

5、若电路中元件两端的电压是u=10sin(314t+45o)v,电流i=5sin(314t+13o),则元件是( )

a、电阻 b、电感 c、电容 d、不能确定。

6、在rl串联正弦交流电路中,电阻上的电压为16v,电感受上的电压为12v则总电压u为( )

v。 b、20v。c、4v。d、10v

7、在纯电感电路中,下列各式正确的是。

a、i= b、i= c、i= d、i=

8、交流电路中视在功率的单位是( )

a、焦 b、瓦 c、伏安 d、乏。

9、在rlc串联电路中电路电压为( )

a、u=u r+ u l+ u c b、u=ur+ u l+ u c c、u=ur+ u l+ u c d、u=ur+(u l- u c)

10、在rc串联正弦交流电路中,电阻上的电压为8v,电感受上的电压为6v则总电压u为( )

a、8v b、2v c、10v d、14v

三、 计算题。

1、一个0.5h的线圈,其电阻可以忽略,接到u1=311sin(314t+30o)v 的电源上求负载中电流瞬时表达式并画电压电流的相量图。

2、已知交流电压u1=141sin(314t+30o)v求⑴、交流电的有效值,⑵、初相和频率⑶、t=0.01s时交流电的瞬时值。

3、日光灯电路可以看成一个rl串联电路,若已知灯管电阻为300,镇流器感抗为400,电源电压为220v。⑴、画出电流电压相量图,⑵、求电路中电流、灯管两端的电压和镇流器两端的电压,⑶、求电流和端电压的相位差。

4、一个电阻r=30ω、l=0.6h的线圈与电容量为500uf的电容器串联,接到电源u=20sin(100t+10o)v的电源上。试求电路中的电流的值,⑵各元件两端的电压以及电流与端电压之间的相位关系,并绘出电压与电流的相量图。

5、 已知rlc串联电路中的r=20,l=63.5mh,c=80uf,电源电压u=311sin(314t+60)v,试求(1)电路中的电流;(2)各元件上的电压;(3)有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。

正弦交流电 二

1 正弦交流电中的电阻元件。交流电路中电阻r,电容c,电感l是三个基本的电路参数。在实际工作中,常用到的白织灯,电烙铁和各类电阻等,其电阻起主要作用,电感,电容对电路的影响很小,可以忽略不计,我们就把上述元件认为是纯电阻元件来进行分析。图一为一纯电阻电路。1 电流与电压之间的关系 式一ir ur r...

正弦交流电教案

课题 正弦交流电的基本概念 一 教学目标。1 了解正弦交流电的产生。2 理解正弦量解析式 波形图 三要素 有效值 相位 相位差的概念。3 掌握正弦量的周期 频率 角频率的关系掌握同频率正弦量的相位比较。二 教学重点 难点分析。重点 1 分析交流电产生的物理过程。使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内...

试卷二《正弦交流电》

8 在rlc串联电路中,若感抗l大于容抗,则在相位上电流比电压。9 图中,电工学三角形的名称分别是 a 图b 图c 图。10 在图中,a 图是电路的波形图,b 图是电路的相量图。11 在交流电路中p称为单位是它是电路中元件消耗的功率 q称为单位是它是电路中或元件与电源进行能量交换时瞬时功率的最大值 ...

第4章正弦交流电路课后习题

a 平均值b 有效值c 幅值 最大值 48 正弦交流电路的视在功率定义为 a a 电压有效值与电流有效值的乘积b 平均功率 c 瞬时功率最大值。49 提高感性电路的功率因数通常采用的措施是 a a 在感性负载的两端并接电容b 给感性负载串联电容 c 给感性负载串联电容或并接电容都可以。50 在电源频...

交流电专题复习

一 交流电的产生 变化规律和基本物理量。1 交流电的概念叫交流电。2 交流电的产生 矩形线圈在匀强磁场中绕着跟磁场垂直的轴匀速转动,产生交流电。线圈平面每经过 面 是跟磁力线的平面 一次,感应电动势和感应电流方向就改变一次。线圈转动一周,感应电动势和感应电流方向改变 次。交流发电机 利用电磁感应原理...

电工基础试题第六单元三相正弦交流电路

一 单项选择题。1 三相对称负载为星形连接,三个线电流均为4a,则中性线电流为。a.4a b.12a c.8a d.0a 2 在下列四种情况下,不能安装保险丝的是。a.三相四线制不对称电路的中性线b.三相三线制中任一线。c.三相四线制不对称电路的火线d.单相电路。3 三相负载的 对称 是指。a.电阻...

第二章正弦交流电

第二章交流电路。在电力系统中,考虑到传输 分配和应用电能方面的便利性 经济性,大都采用交流电。工程上应用的交流电,一般是随时间按正弦规律变化的,称为正弦交流电,简称交流电。正弦交流电路是指含有正弦电源而且电路各部分所产生的电压和电流均按正弦规律变化的电路。第一节正弦交流电的基本概念。一 正弦量的三要...

正弦交流电的基本概念

正弦交流电的频率和周期及角频率。我们知道,所谓交流电就是大小和方向都随着时间不断交变的电流。如下右图所示为一正弦交流电动势的波形图,由图可以得知 交流电跟别的周期性过程一样,是用周期或频率来表示其变化的快慢。正弦交流电由零值增加到正最大值,然后又逐渐减少至零,然后改变方向又由零值逐渐增加到反方向 波...