第4章正弦交流电路 4.1交流电路中的基本物理量 4.2正弦量的相量表示 4.3电路基本定律的相量形式 4.4电阻、电感、电容电路 4.5谐振电路 4.6正弦交流电路中的功率
第4章 正弦交流电路 4．1交流电路中的基本物理量 4．6正弦交流电路中的功率 4．2正弦量的相量表示 4．3电路基本定律的相量形式 4．4 电阻、电感、电容电路 4．5 谐振电路
授课日期 班次 授课时数2 课题:第四章正弦交流电路4.1交流电路中的基本物理量 教学目的:掌握正弦交流电的基本特征及三要素 重点:正弦交流电的基本特征及三要素 难点:与重点相同 教具:多媒体 作业:P112:4.3;46日光灯电路安装与功率因数提高的综合实训 自用参考书:《电路》丘关源著 教学过程:由案例41引入本次课 第四章正弦交流电路 41交流电路中的基本物理量 4.1.1交流电路概述 41.2正弦交流电的基本特征和三要素 1瞬时值、最大值和有效值2频率与周期 3初相 4例题分析 课后小计
授课日期 班次 授课时数 2 课题： 第四章 正弦交流电路 4.1交流电路中的基本物理量 教学目的：掌握正弦交流电的基本特征及三要素 重点： 正弦交流电的基本特征及三要素 难点： 与重点相同 教具： 多媒体 作业： P112：4.3；4.6 日光灯电路安装与功率因数提高的综合实训 自用参考书：《电路》丘关源 著 教学过程：由案例4.1引入本次课 第四章 正弦交流电路 4.1交流电路中的基本物理量 4.1.1交流电路概述 4.1.2正弦交流电的基本特征和三要素 1.瞬时值、最大值和有效值 2.频率与周期 3.初相 4.例题分析 课后小计：
第4章正弦交流电路 4.1交流电路中的基本物理量 案例4.1我们最熟悉和最常用的家用电器采用是都是交流电,如电视、 电脑、照明灯、冰箱、空调等家用电器。即便是像收音机、复读机等采用直 流电源的家用电器也是通过稳压电源将交流电转变为直流电后使用。这些电 器设备的电路模型在交流电路中的规律与直流电路中的规律是不一样的,因 此分析交流电路的特征及相应电路模型的交流响应是我们的重要任务 4.1.1交流电路概述 交流电与直流电的区别在于:直流电的方向、大小不随时间变化;而交流 电的方向、大小都随时间作周期性的变化,并且在一周期内的平均值为零。 图41所示为直流电和交流电的电波波形 正弦电压和电流等物理量,常统称为正弦量 频率、幅值和初相位就称为确定正弦量的三要素
4．1交流电路中的基本物理量 案例4.1 我们最熟悉和最常用的家用电器采用是都是交流电，如电视、 电脑、照明灯、冰箱、空调等家用电器。即便是像收音机、复读机等采用直 流电源的家用电器也是通过稳压电源将交流电转变为直流电后使用。这些电 器设备的电路模型在交流电路中的规律与直流电路中的规律是不一样的，因 此分析交流电路的特征及相应电路模型的交流响应是我们的重要任务。 第4章 正弦交流电路 4．1．1交流电路概述 交流电与直流电的区别在于：直流电的方向、大小不随时间变化；而交流 电的方向、大小都随时间作周期性的变化，并且在一周期内的平均值为零。 图4.1所示为直流电和交流电的电波波形。 正弦电压和电流等物理量，常统称为正弦量。 频率、幅值和初相位就称为确定正弦量的三要素
4.1.1交流电路概述 (a)稳恒直流电 (b)脉动直流电 ()正弦交流电 (④交流方波 图41直流电和交流电的电波波形图
4．1．1交流电路概述 图4.1 直流电和交流电的电波波形图
2.1.2正弦交流电的基本特征和三要素 以电流为例介绍正弦量的基本特征。依据正弦量的概念,设某支路中正弦 电流i在选定参考方向下的瞬时值表达式为 Im sin at +p 1.瞬时值、最大值和有效值 把任意时刻正弦交流电的数值称为瞬时值,用小写字母表示,如i、u及e 表示电流、电压及电动势的瞬时值。瞬时值有正、有负,也可能为零。 最大的瞬时值称为最大值(也叫幅值、峰值)。用带下标的小写字母表 示。如/、U及En分别表示电流、电压及电动势的最大值 正弦量的有效植 E E 2 例4.1已知某交流电压为V,这个交流电压的最大值和有效值分别为多少? 解:最大值 U=220√2V=311.1v 有效值 U220√2 V=220V
4．1．2正弦交流电的基本特征和三要素 以电流为例介绍正弦量的基本特征。依据正弦量的概念，设某支路中正弦 电流i在选定参考方向下的瞬时值表达式为 sin( ) i = I m t + 1．瞬时值、最大值和有效值 把任意时刻正弦交流电的数值称为瞬时值，用小写字母表示，如i、u及e 表示电流、电压及电动势的瞬时值。瞬时值有正、有负，也可能为零。 最大的瞬时值称为最大值（也叫幅值、峰值）。用带下标的小写字母表 示。如Im、Um及Em分别表示电流、电压及电动势的最大值。 正弦量的有效植： 2 m I I = 2 U m U = 2 Em E = 例4.1 已知某交流电压为V，这个交流电压的最大值和有效值分别为多少？ 解：最大值 有效值 U m = 220 2V = 311.1V V 220V 2 220 2 2 m = = = U U
.1.2正弦交流电的基本特征和三要素 2.频率与周期 正弦量变化一次所需的时间(秒)称为周期T,如图4,2所示。每秒内变化 的次数称为频率,它的单位是赫兹(Hz)。 频率是周期的倒数,即 在我国和大多数国家都采用50Hz作 为电力标准频率,习惯上称为工频。 角频率是指交流电在1秒钟内变化的电角度。 若交流电1秒钟内变化了欣,则可得角频率 与频率的关系式为 2丌 图42正弦电流波形图 2丌f
4．1．2正弦交流电的基本特征和三要素 2．频率与周期 正弦量变化一次所需的时间（秒）称为周期T，如图4.2所示。每秒内变化 的次数称为频率f，它的单位是赫兹（Hz）。 图4.2 正弦电流波形图 频率是周期的倒数，即 T f 1 = 在我国和大多数国家都采用50Hz作 为电力标准频率，习惯上称为工频。 角频率是指交流电在1秒钟内变化的电角度。 若交流电1秒钟内变化了f次，则可得角频率 与频率的关系式为 T f 2 = 2π =
.1.2正弦交流电的基本特征和三要素 例4.3已知某正弦交流电压为=311sin314八V,求该电压的最大值、 频率、角频率和周期各为多少? 解 U=311v @=314rad/s J^≈O314H=50Hz 22×3.144 s=0.02 f50 3.初相 (ω+称为正弦量的相位角或相位,它反映出正弦量变化的进程。 1=0时的相位角称为初相位角或初相位。 规定初相的绝对值不能超过π 如图4.3所示,图中v和波形可用下式表示 u=Um sin( at+u) Im sin at+oi)
4．1．2正弦交流电的基本特征和三要素 解： Um = 311V = 314rad/s Hz 50Hz 2 3.14 314 2π = = = f s 0.02s 50 1 1 = = = f T 例4.3 已知某正弦交流电压为 ，求该电压的最大值、 频率、角频率和周期各为多少？ u = 311sin 314tV 3．初相 称为正弦量的相位角或相位，它反映出正弦量变化的进程。 t=0时的相位角称为初相位角或初相位。 规定初相的绝对值不能超过π。 (t +) 如图4.3所示，图中u和i的波形可用下式表示 sin( ) = m + u u U t sin( ) = m +i i I t
.1.2正弦交流电的基本特征和三要素 两个同频率正弦量的相位角之 差或初相位角之差,称为相位 差,用表示。 图43中电压u和电流相位差 为 q=(ot+1)-(o+q1)=9u-1 at u>q,则u较先到达正的幅值。 在相位上u比超前q角,或者说i比 u滞后q角。 图43u和;相位不相等 初相相等的两个正弦量,它们的相位差为零,这样的两个正弦量叫做同相。 同相的两个正弦量同时到达零值,同时到达最大值,步调一致。 如图44中的和2 相位差φ为180°的两个正弦量叫做反相
4．1．2正弦交流电的基本特征和三要素 图4.3 u和i的相位不相等 两个同频率正弦量的相位角之 差或初相位角之差，称为相位 差，用 表示。 图4.3中电压u和电流i的相位差 为 u i u i = (t + ) − (t + ) = − u ＞ i ，则u较i先到达正的幅值。 在相位上u比i超前 角，或者说i比 u滞后 角。 初相相等的两个正弦量，它们的相位差为零，这样的两个正弦量叫做同相。 同相的两个正弦量同时到达零值，同时到达最大值，步调一致。 如图4.4中的i 1和i 2。 相位差 为180的两个正弦量叫做反相
.1.2正弦交流电的基本特征和三要素 例44已知某正弦电压在t=0时 为1102V,初相角为309求其 1 有效值。 解:此正弦电压表达式为 at =Unsn(ot+30°) 了3 则(0)=UmSn30° sm30°0.V=20V2v图44正弦量的同相与反相 l(0)110√2 220√2 V=220V
4．1．2正弦交流电的基本特征和三要素 图4.4 正弦量的同相与反相 例4.4 已知某正弦电压在 时 为110 V，初相角为 ，求其 有效值。 t = 0 2 30 解：此正弦电压表达式为 sin( 30 ) m u =U t + (0) = sin 30 则 u Um V 220 2V 0.5 110 2 sin 30 (0) m = = = u U V 220V 2 220 2 2 m = = = U U
授课日期 班次 授课时数2 课题:4.2正弦量的相量表示 43电路基本定律的相量形式 教学目的:理解相量与相量法;掌握正弦量的相量表示;掌握电路基本定律的相量形式 重点:正弦量的相量表示;电路基本定律的相量形式 难点:与重点相同 教具:多媒体 作业:P112:4.7;48 自用参考书:《电路》丘关源著 教学过程:一、复习提问 通过做教材P112:41、42题来复习正弦交流电的基本特征 新授:4,2正弦量的相量表示 42.1复数 42.2复数的运算 423相量 1相量法的定义2.正弦量的相量表示3例题分析 42.3电路基本定律的相量形式 基尔霍夫电流定律的相量形式 2基尔霍夫电压定律的相量飛式 课后小计:
授课日期 班次 授课时数 2 课题： 4.2正弦量的相量表示 4.3电路基本定律的相量形式 教学目的：理解相量与相量法；掌握正弦量的相量表示；掌握电路基本定律的相量形式 重点： 正弦量的相量表示；电路基本定律的相量形式 难点： 与重点相同 教具： 多媒体 作业： P112：4.7；4.8 自用参考书：《电路》丘关源 著 教学过程：一、复习提问 ——通过做教材P112：4.1、4.2题来复习正弦交流电的基本特征 二、新授：4.2正弦量的相量表示 4.2.1复数 4.2.2复数的运算 4.2.3相量 1.相量法的定义 2. 正弦量的相量表示 3.例题分析 4.2.3电路基本定律的相量形式 1.基尔霍夫电流定律的相量形式 2.基尔霍夫电压定律的相量形式 课后小计：