DOC《第3章 正弦交流电路》

0 可视为短路,可视为开路;

对交流来讲,越高,XL越大,而XC越小,高频估算时,可认为,,

故称电容 隔直通交 ,电感 隔交通直 . 第二,牢记电感和电容元件上电压和电流的相位关系.理解 和 - 的意义,即 表示相量在空间逆时针转过900,而 - 表示相量在空间顺时针转过900;

并有2 = -1,表示转1800. R、L、C串联的交流电路 把各电路元件用相量模型表示后,直流电路中所讨论的分析方法均可用于正弦交流电路如欧姆定律、KCL、KVL的相量表示式分别为: , R、L、C串联的交流电路是在单一元件电路分析的基础上,由特殊到一般推导而来的,学习中要注意下面几个问题, (1) 是相量和而不是代数和();

(2) 总电压和总电流之间 和 成立,而;

(3)总电压和总电流之间的相位差 ,其大小、正负由电路参数而定,即: 当, 时, 为感性负载,总电压 超前电流一个角;

当, 时, 为容性负载,总电压 滞后电流一个角;

当, 时,为阻性负载,总电压和电流同相位;

这时电路发生谐振现象. 图3-3(a)感性负载 图3-3 (b)容性负载 图3-3 (c)阻性负载 图3-3 R、L、C串联电路的相量图 复阻抗,,

且阻抗角就是总电压和总电流之间的相位差角,而电压和电流各自的初相位却由题目的条件来确定;

初学者往往忽视这个关系. 视在功率S(kVA)是指一个发电设备或变压器的额定容量,它和有功功率、无功功率的关系为, P=Scos Q=Ssin S= 而功率因数 ,它反映了有功功率的利用 率,是电力供电系统中一个非常重要的质量参数;

从这个意义讲,又被称为功率因数角.图3-4电压、阻抗及功率三角形 需要特别说明的是串联交流电路中的阻抗、电压与功率三角形的相似的关系如图3-4,它对于我们分析计算串联电路是非常重要又相当方便的,希望能正确理解并记忆. 阻抗的串并联 只要用复数形式,直流电路的规律与分析方法均可适用. (1)阻抗的串联 多个阻抗串联时 (相量和) 等效复阻抗 (复数和) 即: 其中 且由的正负决定电路的性质. 需要注意的是:, . (2)阻抗的并联 如图3-5电路中的两个复阻抗并联,据KCL, 则多个阻抗并联时有: (相量和) (复数和) 同样应当注意:图3-5 复阻抗的并联 功率因数的提高 交流电路中功率因数的高低是供电系统中密切关注的事情,提高功率因数的意义在于充分利用电源设备,减小线路损耗及线路压降.一般工矿企业大多数为感性负载,因此,最常用的提高功率因数的方法是,给感性负载并电容器. 并C后,电路的角减小了;

线路总电流I减小了;

亦即线路的功率因数提高了;

无功功率减小了.而负载电流与负载的功率因数仍不变;

有功功率P不变,P=. 一般供电部门要求,用户负载的功率因数应在0.9以上,工矿企业常在变配电室中安装大型电容器来实现cos的提高. 把功率因数cos提高到cos所需要并联电容的电容量由下式可求得: 其中, 、――分别为并C前、后的功率因数角;

P――负载的有功功率;

U――电源电压;

――电源频率. 电路的谐振 含有L和C的交流电路中,改变电源频率或改变电路参数(L或C),使电路的总电压与电流同相,称电路发生谐振.重点了解谐振条件和特点. (1) 串联谐振 串联谐振的条件: ;

串联谐振的频率: 串联谐振的特点: ① 谐振时电路的阻抗 ==R 最小;

② 电压一定时,谐振时的电流 最大;