电工基础课程教学课件《第五章三相正弦交流电路》课件-100页精选文档
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《电工基础》第5章 正弦交流电路ppt课件

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11
三、正弦交流电的变化范围
1. 最大值 :正弦交流电在一个周期所能达到的 最大瞬时值,又称峰值、幅值。
用大写字母加下标m表示,如Em、Um、 Im。
2.有效值 :加在同样阻值的电阻上,在相同的 时间内产生与交流电作用下相等的热量的直 流电的大小。
用大写字母表示,如E、U、I。
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12
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14
• 用数字万用表测量正弦交流电压时要选择交流
挡,测量的结果是电压有效值;若不慎错用直 流挡,则显示为零。
用直流挡测量市电显示为零
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15
• 用数字万用表测量直流电压时要选择直流挡, 测量的结果是电压平均值;若不慎错用交流挡, 则显示为零 。
用交流挡测量最叠新层课电件池显示为零
16
(1)同一相量图中,相同单位的相量应按相 同比例画出。
(2)一般取直角坐标轴的水平正方向为参考 方向,逆时针转动的角度为正,反之为负。
(3)用相量图表示正弦交流电后,它们的加、 减运算可按平行四边形法则或三角形法则进行。
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27
§5-3 单一参数的交流电路
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28
一、纯电阻电路
• 只含有电阻元件的交流电路称为纯电 阻交流电路。
QCUCICIC 2XCU XC C 2
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50
§5-4 LC谐振电路
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51
一、RLC串联电路
• 1.电压三角形 如图所示为RLC串
联电路,为正弦交流 电压,这三个元件流 过同一电流,电流与 各元件电压参考方向 如图所示。
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52
• 设电流的解析式为
iImsint
• 电阻、电感和电容两端的电压分别为
第5章-三相正弦交流电路要点

(5-1-5)
在发电机的铁心上安 装三个相同的线圈AX、 BY和CZ,这三个线圈 的始端A、B和C在空间 彼此相隔 120 。
图5-1-3
设在t=0时,线圈始边A、B、C分别与转轴 所构成的平面跟中性面的夹角为 0 、120 、240 , 这三个线圈中的电动势可表示为
eA 2E sin t 0 2E sin t
即星形连接时,线电压相量 等于相应的相电压相量之差。
根据式(5-2-l)和 上式,作出相电压和线电 压的相量图。从图可知
UAB 2UA cos30 3UA
同理可得
UBC 3UB
UCA 3UC
Ul 表示线电压,U p表示相电压,则一般关系式为
Ul 3U p
(5-2-2)
即星形接法时线电压等于相电压的 3 倍,线电 压是对称的,它较相应的相电压超前 30 。
IA Ia
IB Ib
IC Ic
用 Il 表示线电流,Ip 表示相电流,可统一写为
Il I p
(5-3-1)
中线电流用 I N表示,规定其参考方向为从负载
中点到电源中点,它等于各相电流相量的和,即
IN Ia Ib Ic
(5-3-2)
在三相四线制中,负载的线电压就是电 源的线电压,且负载中点的电位就是电 源中点的电位,所以每相负载的相电压 就等于电源的相电压。由于电源电压是 对称的,因此,负载的线电压和相电压 同样也是对称的,且相电压的大小等于 线电压除以 3 ,即
YN
U
N'N
YA
E
A
U
N&U
N'N
YC
EC
U
N'N
0
U N'N YA E A YB E B YC EC YA YB YC YN
正弦交流电路PPT课件

06
正弦交流电路的应用实例
变压器
变压器是利用电磁感应原理,将一个电压等级的交流电能转换成另一个电压等级的交流电能 的装置。
在电力系统中,变压器是不可或缺的重要设备,用于升压或降压输电线路中的电压,以满足 用电设备和发电机的需求。
变压器还广泛应用于工业、商业和居民用电领域,用于电压变换、电流匹配和相位变换等。
家用电器如电灯、电视、 空调等都使用正弦交流电, 使得电器能够正常工作。
正弦交流电路的基本元件
电阻器
在正弦交流电路中,电阻器用于 限制电流,消耗电能并产生热量。
电感器
电感器能够阻碍电流的变化,在正 弦交流电路中用于滤波、隔离和储 能。
电容器
电容器能够储存电荷,在正弦交流 电路中用于滤波、移相和隔直。
电力系统中的电压和电流都是正弦交流 的,因此需要掌握正弦交流电路的基本
原理和计算方法。
电力系统的稳定性、安全性和经济性等 方面都与正弦交流电路密切相关。
感谢观看
THANKS
通过阻抗三角形,可以方便地计算出 电压和电流的相位差以及功率因数。
它通过三个边分别表示阻抗、电阻和 电抗,以及电压和电流的有效值。
功率分析
功率分析是正弦交流电路分析的 重要内容之一,主要关注电路中
的能量传输和消耗。
平均功率表示电路中能量传输的 平均效果,是衡量电路性能的重
要指标。
无功功率和视在功率也是正弦交 流电路中重要的功率形式,它们 分别表示了电路中的储能和容量。
电机控制
正弦交流电路在电机控制中发挥着重要作用,如交流电动机的控制。
通过改变输入到交流电动机的电压或频率,可以实现电机的启动、调速 和制动等功能。
交流电机控制技术广泛应用于工业自动化、交通运输、家用电器等领域。
电工基础三相交流电路课件

表示;
2)线电压 U L
即各绕组首端与首端之间的电压,即任意两根相线之间的电压叫做线
电压,其有效值分别用 U UV 、U VW 、U WU 表示。
相电压与线电压参考方向的规定:
相电压的正方向是由首端指向中点N,例如电压U U 是由首端U1指向 中点N;线电压的方向,如电压是由首端U1指向首端V1。如图5.3所示。
eUeVeW0
在图5-2(b)中还可看出三相正弦交流电动势的相量和也等于零,即
E UE VE W0 电工基础三相交流电路课件
5.1.1 三相交流电的产生
把它们称做三相对称电动势,规定每相电动势的正方向是从线圈 的末端指向首端(或由低电位指向高电位)。
5.1.2 三相电源与负载的连接
案例5.2 发电站由三相交流发电机发出的三相交流电,通过三相 输电线传输、分配给不同的用户。一般发电站与用户之间有一定的距 离,因此采用高压传输,而不同用户用电设备不同。如:工厂的用电 设备一般为三相低压用电设备,且功率较大;家庭用电设备一般为单 相低压用电设备,功率小。我们都听说过或看到过三相三线制供电方 式和三相四线制供电方式。它们有何不同?如何连接?
三相交流电与单相交流电相比具有如下优点: (1)三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机体积小、重量 轻、成本低; (2)电能输送,当输送功率相等、电压相同、输电距离一样,线 路损耗也相同时,用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色 金属的消耗量,即输电成本较低,三相输电的用铜量仅为单相输电用 铜量的75%; (3)目前获得广泛应用的三相异步电动机,是以三相交流电作为 电源,它与单相电动机或其它电动机相比,具有结构简单、价格低廉 性能良好和使用维护方便等优点。 因此在现代电力系统中,三相交流电路获得广泛应用。
2)线电压 U L
即各绕组首端与首端之间的电压,即任意两根相线之间的电压叫做线
电压,其有效值分别用 U UV 、U VW 、U WU 表示。
相电压与线电压参考方向的规定:
相电压的正方向是由首端指向中点N,例如电压U U 是由首端U1指向 中点N;线电压的方向,如电压是由首端U1指向首端V1。如图5.3所示。
eUeVeW0
在图5-2(b)中还可看出三相正弦交流电动势的相量和也等于零,即
E UE VE W0 电工基础三相交流电路课件
5.1.1 三相交流电的产生
把它们称做三相对称电动势,规定每相电动势的正方向是从线圈 的末端指向首端(或由低电位指向高电位)。
5.1.2 三相电源与负载的连接
案例5.2 发电站由三相交流发电机发出的三相交流电,通过三相 输电线传输、分配给不同的用户。一般发电站与用户之间有一定的距 离,因此采用高压传输,而不同用户用电设备不同。如:工厂的用电 设备一般为三相低压用电设备,且功率较大;家庭用电设备一般为单 相低压用电设备,功率小。我们都听说过或看到过三相三线制供电方 式和三相四线制供电方式。它们有何不同?如何连接?
三相交流电与单相交流电相比具有如下优点: (1)三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机体积小、重量 轻、成本低; (2)电能输送,当输送功率相等、电压相同、输电距离一样,线 路损耗也相同时,用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色 金属的消耗量,即输电成本较低,三相输电的用铜量仅为单相输电用 铜量的75%; (3)目前获得广泛应用的三相异步电动机,是以三相交流电作为 电源,它与单相电动机或其它电动机相比,具有结构简单、价格低廉 性能良好和使用维护方便等优点。 因此在现代电力系统中,三相交流电路获得广泛应用。
电工与电子技术基础3三相正弦交流电路课件

3.3.2三相不对称负载的星形连接
1. 三相四线制
A
IA
+
U A
N
-
U B
B+
C
IN
-
U C +
ZC
IB
IC
ZA
ZB
三相四线制三相电路
不对称负载:
ZA ZB ZC ZA RA jXA ZA A
ZB RB jXB ZB B
ZC RC jXC ZC C
Z
A
RA2
X
2 A
A
arctg
ZA=11, ZB=ZC=22 ,它们的额定电压为220V。若电源的线
电压为Ul=380V,试求各负载两端的电压,并说明各相白炽灯能
否正常工作。
IA
解: UA UA U NN
1650 V
UB UB U N N 220 252 131 V
2200 550 120 550 UC
+ C
IB
IC
ZA
ZB
IC
UC ZC
220120 20 120
11240 11 120A
IN IA IB IC 110 22―180 11―120 11 3―150A
【例】电路如图所示,电源线电压Ul =380V,三相负载
Z电A流=20IA、,IBZ和B
10
IC
j10 3()
中线电流
1 3
U
AB
30
2200 V
U A
N-
U AB
C
B IB-
3U0A-
Z
Z
U N Z A
IB
I IC A
U IA
三相正弦交流电路课件

相位关系。
对称性分析
判断三相电路是否对称 ,对于不平衡负载的分
析非常重要。
功率因数分析
通过向量图可以计算出 功率因数,用于评估电
路的效率。
故障诊断
通过观察向量图的变化 ,可以诊断出电路中的
故障类型和位置。
03
CATALOGUE
三相变压器的原理及应用
三相变压器的结构和工作原理
结构
三相变压器由三个独立的单相变压器组成,它们共享一个铁 芯和绕组。每个单相变压器分别接在三相电力系统中不同的 相线上。
根据实验结果,分析三相正弦交流电 路的工作特性,总结出相关结论。
将实验数据与理论值进行比较,分析 误差产生的原因。
THANKS
感谢观看
实验设备介绍
01
02
03
04
电源设备
提供三相正弦交流电源,以驱 动电路中的负载。
负载设备
模拟实际应用中的各种负载, 如电动机、灯泡等。
测量仪器
用于测量电压、电流、功率等 电气参数的仪表。
实验电路板
提供三相正弦交流电路所需的 电路元件和连接线路。
实验操作步骤及注意事项
根据实验电路图,正确连接 电路元件,确保线路连接正
无功功率
表示电路与电源之间交换的能量 ,计算公式为$Q =
frac{U_{avg}}{sqrt{3}} times I_{avg}$。
视在功率
表示电源提供的总功率,计算公 式为$S = frac{U_{avg}}{sqrt{3}}
times I_{avg}$。
三相电路的向量图分析
相位分析
通过向量图可以直观地 分析各相电压和电流的
结构。
当三相电源施加到三相绕组上时 ,会产生旋转磁场,旋转磁场与 笼型转子相互作用,使转子转动
对称性分析
判断三相电路是否对称 ,对于不平衡负载的分
析非常重要。
功率因数分析
通过向量图可以计算出 功率因数,用于评估电
路的效率。
故障诊断
通过观察向量图的变化 ,可以诊断出电路中的
故障类型和位置。
03
CATALOGUE
三相变压器的原理及应用
三相变压器的结构和工作原理
结构
三相变压器由三个独立的单相变压器组成,它们共享一个铁 芯和绕组。每个单相变压器分别接在三相电力系统中不同的 相线上。
根据实验结果,分析三相正弦交流电 路的工作特性,总结出相关结论。
将实验数据与理论值进行比较,分析 误差产生的原因。
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实验设备介绍
01
02
03
04
电源设备
提供三相正弦交流电源,以驱 动电路中的负载。
负载设备
模拟实际应用中的各种负载, 如电动机、灯泡等。
测量仪器
用于测量电压、电流、功率等 电气参数的仪表。
实验电路板
提供三相正弦交流电路所需的 电路元件和连接线路。
实验操作步骤及注意事项
根据实验电路图,正确连接 电路元件,确保线路连接正
无功功率
表示电路与电源之间交换的能量 ,计算公式为$Q =
frac{U_{avg}}{sqrt{3}} times I_{avg}$。
视在功率
表示电源提供的总功率,计算公 式为$S = frac{U_{avg}}{sqrt{3}}
times I_{avg}$。
三相电路的向量图分析
相位分析
通过向量图可以直观地 分析各相电压和电流的
结构。
当三相电源施加到三相绕组上时 ,会产生旋转磁场,旋转磁场与 笼型转子相互作用,使转子转动
三相正弦交流电路(ppt)

2. 三相三线制电路
. UU
. IU
-
+
A
ZU
.
UV
N-
+
. IV
N′
B
ZV
. UW -+
. IW
C
ZW
图 5.9 负载为Y形连接的三相三线制电路
•
•
•
UU UV UW
•
U N'N
ZU 1
ZV 1
ZW 1
ZU ZV ZW
若负载对称, 即 ZUZVZWZZ ,则
•
•
•
•
UN'N
UU ZU
•
•
IV
UV
2201202201204466.9A
ZV 3j4 5 53.1
•
•
IW
UW
22012022012022120A
ZW
10
100
•
•
•
•
I N IU IV IW
22 36.9 44 66.9 22 120
17.6 j13.2 17.3 j40.5 11 j19.1 23.9 j34.6 42 55.4A
1
UV ZV
1
UW ZW
1
1(U•UU•VU•W) Z
3
0
ZU ZV ZW
Z
•
•
•
UU UV UW
•
U N'N
ZU 1
ZV ZW 11
0
ZU ZV ZW
5.2.2
•
•
I UV
U UV
,
ZUV
•
•
I VW
U VW
,
电工基础课程教学课件《第五章三相正弦交流讲义电路》课件

V,UUVUVWUWU
5.2 三 相 负 载
目的与要求
掌握三相负载Y连接与△连接的计算
重点与难点
重点:三相负载Y连接与△连接的计算 难点:三相负载Y连接的计算
5.2.1 负载的星形(Y)连接(一)
1. 三- U相.U +四线I.制U 电路
U
ZU
.
UV
N-
+
. IV
N′
V
ZV
. UW -+
. IW
•
•
•
2、 U UU P0, U VU p1 2 , U 0wU p1 20
•
•
•
UUUVUW Up 0Up 120Up 120
Up(112 j
31 j 22
3) 0 2
uU uV uW 0
5.1.1 三相对称正弦交流电压(四)
. UW
..
.
U V + U W = -U U
.
UU
. UV
图 5.3 对称三相正弦量的相量图
UP,线电压 。
•
2、则正U•序UV对= 称三相星形V连,接U•电U 源= ,若
U VW 380 •
30 ,V
V,U W =
V。
•
3、正• 序对称三相三角形• 连接电源, 相电• 压
U W 220 90 V
则U U =
V,U V =
V,U UV =
V,
•
U VW =
=
•
V,U WU =
。
•
•
•
•
U U [1 (1
1
j
3
)]
•
U
U
(
3
j
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Zsp
- . UW
+
+ Zsp
· Is
- Zsp
+ . UV
(a)
.UUWFra bibliotek.. .
-UU+UV +UW
.
V
-UU
. UV W
(b)
U
.-
V
UW
+
+
.
. UU
- UV +
. UU -
V
W
(c)
图 5.7 例 5.2 图
教学方法
与实际结合说明本节内容
思考题
1、对称三相电源的星形连接 时,Ul= 的相位超前于它所对应相电压的相位
u
uW uU
uV
1、uU uU1U2 Upmsint uV uV1V2 UPmsin(t 120) t1
uW uW1W2 Upmsin(t 120)
0 - 120°
t2 t
120° 240° 360°
5.1.1 三相对称正弦交流电压(三)
•
•
•
2、 U UU P0, U VU p1 2 , U 0wU p1 20
. + UU
-
+ . - UV
(a)
.
.
U
UW U =UW
.
.
UUV = UU
V
.
.
UVW= UV
W
(b)
图 5.6 三相电源的三角形连接线电压等于相电压
5.1.3 三相电源的三角形(△)连接 (二)
线电压的大小是相电压的 3 倍,线电压的相 位比相电压的相位超前30°
三个线电压之间的关系是
•
•
•
•
••
••
•
U U VU U,U VW U V,U W U U W
例5.2(一)
三相发电机接成三角形供电。 如果误 将U相接反, 会产生什么后果? 如何使连接 正确?
解 U相接反时的电路如图5.7(a)所示。 此时回路中的电流为
•
•
•
•
•
Is
UUUVUW
2UU
3Zsp
3Zsp
例5.2(二)
. - UU
W
ZW
.
(a)
IN
. UW
. IW
.
IV
. UV
.
. UU
IU
(b)
图 5.8 三相四线制电路及电压、电流相量图
5.2.1 负载的星形(Y)连接(二)
1) 负载的电压等于电源的电压 2) 线电流:通过端线上的电流
相电流:通过每相的负载的电流
•
•
•
I•UUU, I•VUV, I•WUW
ZU
ZV
ZW
•
•
•
UUUVUW Up 0Up 120Up 120
Up(112 j
31 j 22
3) 0 2
uU uV uW 0
5.1.1 三相对称正弦交流电压(四)
. UW
..
.
U V + U W = -U U
.
UU
. UV
图 5.3 对称三相正弦量的相量图
3、相序:正序 U超前于V,V超前于W 逆序 U超前于W,W超前于V
例5.3(一)
三相四线制电路中, 星形负载各相阻抗
分别为ZU=8+j6Ω, ZV=3-j4Ω,ZW=10Ω, 电源线 电压为380V, 求各相电流及中线电流。
解 设电源为星形连接, 则由题意知
U
p
Ul 3
220 V
•
U U 220 0 V
例5.3(二)
•
I•UU ZU U2 82j0 6 0123 020 .9 6 0 22 3.9 6A
•
•
IV
UV
2201202201204466.9A
ZV 3j4 5 53.1
•
•
IW
UW
22012022012022120A
ZW
10
100
例5.3(三)
•
•
•
•
I N IU IV IW
22 36.9 44 66.9 22 120
17.6 j13.2 17.3 j40.5 11 j19.1
V,UUVUVWUWU
5.2 三 相 负 载
目的与要求
掌握三相负载Y连接与△连接的计算
重点与难点
重点:三相负载Y连接与△连接的计算 难点:三相负载Y连接的计算
5.2.1 负载的星形(Y)连接(一)
1. 三- U相.U +四线I.制U 电路
U
ZU
.
UV
N-
+
. IV
N′
V
ZV
. UW -+
. IW
5.1.2 三相电源的星形(Y)连接 (三)
4)三相四线制:有中线,可提供两组对称 三相电压
5)三相三线制:无中线,只能提供一组对 称电压
6)线电压:端线与中线间的电压 7)相电压:两根端线间的电压
5.1.2 三相电源的星形(Y)连接 (四)
•
•
•
•
•
U UV U U U V U U U V 120
UP,线电压 。
•
2、则正U•序UV对= 称三相星形V连,接U•电U 源= ,若
U VW 380 •
30 ,V
V,U W =
V。
•
3、正• 序对称三相三角形• 连接电源, 相电• 压
U W 220 90 V
则U U =
V,U V =
V,U UV =
V,
•
U VW =
=
•
V,U WU =
。
•
•
•
5 .1 三相电源
目的与要求
掌握三相电源Y连接与△连接时线电 压与 相电压的关系
重点与难点
重点:三相电源Y连接与△连接 难点:三相电源Y连接与△连接
5.1.1 三相对称正弦交流电压(一)
N
V2
W1
U2 V1
U1 W2
120°
S
图 5.1 三相交流发电机的原理
5.1.1 三相对称正弦交流电压(二)
5.1.2 三相电源的星形(Y)连接 (一)
- uU +
U
1、接法:三个绕组的
- uV +
末端接 在一起,从三 N
V
个始端引出三根导线
- uW +
W
N
图 5.4 三相电源的星形连接
5.1.2 三相电源的星形(Y)连接 (二)
2、名词解释 1) 端线(火线):从始端引出的导线 2)中性点N:三个末端的节点 3)中线:从中性点引出的导线
5.2.1 负载的星形(Y)连接(三)
3)中线电流 4)若对称,则
•
•
•
•
I N IU IV IW
•
•
IU
UU
Z
•
•
•
IV
UU
UU
120 • IU
120
Z
Z
•
•
•
IW
UW
UU
120
•
IU
120
Z
Z
•
•
•
•
•
•
•
I N I U I V I W I U I U 120 I U 120 0
•
U U [1 (1
1
j
3
)]
•
U
U
(
3
j
3)
22
22
•
3 U V 30
同理得
•
•
U VW 3U V 30
•
•
U WU 3U W 30
5.1.3 三相电源的三角形(△)连接 (一)
三相发电机三个绕组依次首尾相连,接成一
个闭合回路,从三个连接点引出的三根导线即为 三根端线
- . UW
+
•••• • •
U U V U V W U W U U U U V U V U W U W U U0
u U V u VW u W U u U u V u V u W u W u U0
5.1.3 三相电源的三角形(△)连接 (三)
三相电源作△连接时,只能是三相三线制, 线电压等于相电压。