交流电的基础知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课程：电工基础,内容：,单相交流电路,1,任务,1,：假如你毕业后是一名企业的电工，而且你是师傅，单位安排你带一名徒弟，需要你教他单相交流电的知识。你将如何进行？,任务,2,：假如你毕业后是一名企业的电工，该企业承担了我校新校区教室电路的联接，正好这个工作由你负责，你将如何进行接线？,2,教学目标,：,1,、理解直流电和交流电的区别,2,、掌握单相交流电的基本概念和三要素,3,、培养学生独立思考和创新的能力,教学难点,：,正弦交流电的三要素,教学难点,：,正弦交流电的最大值、有效值、角频 率、频率、周期、相位、初相位,3,交流电路概述,在生产和生活中使用的电能，几乎都是交流电能，即使是电解、电镀、电讯等行业需要直流供电，大多数也是将交流电能通过整流装置变成直流电能。在日常生产和生活中所用的交流电，一般都是指正弦交流电。,因为交流电能够方便地用变压器改变电压，用高压输电，可将电能输送很远，而且损耗小；交流电机比直流电机构造简单，造价便宜，运行可靠。所以，现在发电厂所发的都是交流电，工农业生产和日常生活中广泛应用的也是交流电。,4,5.1,交流电的基本概念,直流电,交流电,0,I,U,t,E,e,每时每刻大,小和方向恒,定不变，与,时间无关。,大小和方向,随时间作周,期性变化，,与时间密切,相关。,t,i,0,t,1,t,2,t,3,t,4,优点,简单、安全、适合半导体器件供电。,第一：交流电可以用变压器变压，便于远距离输电。,第二：交流电机比同功率直流电机构造简单，造价低。,第三：可以用整流装置，将流交电变成所需的直流电。,第四：无线电通讯中交流信号可放大、传送、变换。,1,A,1.8,A,2,A,5,一、交流电的产生,正弦交流电,t,i,0,非正弦交流电,原理：根据电磁感应定律，导体切割磁力线产生感应电流。,sin,w,=,t,E,e,m,(起始角,0,),符号的规定：,直流电：,I U E,（,用大写字母表示）,交流电：,i u e,（,用小写字母表示）,0,i,u,t,+,_,6,二、正弦交流电的相关量,1.,正弦交流电的周期、频率和角频率,周期,T,：,频率,f,：,每秒内周期性变化的次数,。单位赫兹（,Hz）,T,t,2,t,i,O,1,S,共50次,也就是说发电机每秒钟转50转,正弦量完整变化一周所需要的时间。单位秒,7,*,电网频率：,中国,50,Hz,美国,、日本,60,Hz,小常识,*,有线通讯频率：,300-5000,Hz,*,无线通讯频率：,30 kHz-3,10,4,M,Hz,8,角频率,：,单位时间内变化的弧度数。(相当于角速度）,角频率与周期及频率的关系：,f,T,p,p,w,2,2,=,=,周期与频率的关系,：,T,f,1,=,1,S,共50次(,f,),0.02,s,T,X,S,N,A,w,t,每秒50周,2,314,弧度,/,秒,f,例,1,我国和大多数国家的电力标准频率是 50,Hz，,试求,其周期和角频率。,解,=,2,f,=2,3.14 50=,314 rad/s,9,1.,周期,T,：变化一周所需的时间,单位：秒，毫秒。,3.,角频率,：每秒变化的弧度,单位：弧度,/,秒,2.,频率,f,：每秒变化的次数,单位：赫兹，千赫兹,。,i,T,10,2.,正弦交流电的瞬时值、最大值和有效值,瞬时值,是交流电某一时刻所对应,的值。随时间不同而变化，是个变量。,用 小写字母,i、u、e,表示。,最大值,是交流电的 幅值。用大,写字母加下标,m,表示。如,I,m、,U,m、,E,m。,有效值,相同条件下，直流电与交流电对电阻加热产生的热量相等时，将这个直流电的数值，称为交流电的有效值。,用大写字母表示。如,I、U、E,),sin(,0,m,w,+,=,t,u,u,U,m,u,t,2,t,O,T/,2,U,m,t=t,1,最大值,瞬时值,在效值,I,I,I,m,m,707,.,0,2,=,=,V,U,m,311,2,220,=,=,U,U,U,m,m,707,.,0,2,=,=,交流仪表测得的数字、电气设备铭牌上的额定值都指,有效值,。,311,v,220,v,150,v,11,思考与练习,耐压为,220V,的电容器，能否用在,180V,的正弦交流电源上？,255V,220V,不能用在,180V,正弦电源上！,1、,2、交流供电的优点是,（1）_ （2,）_ _（,3）_.,3、我国生活照明用电的电压是_，最大值为_,频率,f=_，,周期,T=_，,角频率,=_。,4、,人们常说的交流电压220,V、380V，,指的是交流电压的,_值,可以用变压器变压，便于远距离输电。,交流电机构造简单，造价低,可以整流，变成直流电,220,V,311,V,50,H,Z,0.02,s,314,rad/s,有效,U,=180V,，则,U,m,180V,255,V,2,12,5、画出正弦交流电的波形图，并在图上标出下列各交流电的相关量,：,T、,f,、U、,U,m,、,u,1,S,f=,波形个数,u,t,瞬时值,最大值,在效值,T,U,m,U,T,f,1,=,13,问题与讨论,电器,220V,最高耐压,=300V,若购得一台耐压为,300V,的电器，是否可用于,220V,的线路上,?,该用电器最高耐压低于电源电压的最大值,，所以,不能用,。,有效值,U,=220V,最大值,U,m,=220V=311V,电源电压,14,3,、正弦量的相位、初相位和相位差,：,t,=0,时的相位，称为,初相位或初相角,。,说明：,给出了观察正弦波的起点或参考点，,常用于描述多个正弦波相互间的关系。,为正弦波的相位角或相位，表示了正弦量的变化进程。,i,图中,15,两个,同频率,正弦量间的相位差,(,初相差,),t,16,两种正弦信号的相位关系,同,相,位,相,位,领,先,领先于,和,反,相,位,反相,17,三相交流电路：三种电压初相位各差,120,。,t,18,（重点）,正弦交流电的,最大值,反映了正弦交流电的,变化范围,。,角频率,反映了正弦交流电的,变化快慢,。,初相位,反映了正弦交流电的,起始状态,。,因此把,最大值,、,角频率,、和,初相位,称为正 弦交流电的,三要素,。,19,例,频率：,幅度：,初相位：,已知：,试求出电流的最大值、有效值、角频率、频率、周期、初相位？,解：,20,小结,：,同学们，今天我们讲了正弦交流电的概念和表征它的物理量，有频率、角频率、周期、最大值、有效值、相位、初相位等，以及这些物理量之间的换算。还有正弦交流电的三要素。,作业,:,课后习题 和习题册,21,大家辛苦了,谢谢大家,22,