電工電子技術(shù)與技能 非電類 作者 華永平 第2單元 單相正弦交流電路的認(rèn)識(shí)

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1、中等職業(yè)教育課程改革國家規(guī)劃新教材PPT電工電子技術(shù)與技能電工電子技術(shù)與技能（非電類多學(xué)時(shí)）（非電類多學(xué)時(shí)）人民郵電出版社人民郵電出版社在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：http:/教材其余課件及動(dòng)畫素材請(qǐng)查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)教材其余課件及動(dòng)畫素材請(qǐng)查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)QQ:349134187 或者直接輸入下面地址：或者直接輸入下面地址：http:/第第2 2單元單元 單相正弦交流電路的認(rèn)識(shí)與測試單相正弦交流電路的認(rèn)識(shí)與測試 正弦交流電路的基本物理量正弦交流電路的基本物理量1照明電路的安裝與測試照明電路的安裝與測試2串聯(lián)電路的測試分析串聯(lián)電路的測試分析 4認(rèn)識(shí)交流電阻器、電感器認(rèn)識(shí)交流電阻器、電感器

2、、電容電路器、電容電路器3安裝熒光燈電路安裝熒光燈電路5測試交流電路的功率測試交流電路的功率6 一、認(rèn)識(shí)交流電 二、認(rèn)識(shí)描述交流電的物理量 三、認(rèn)識(shí)交流電的表示方法一、認(rèn)識(shí)交流電一、認(rèn)識(shí)交流電 交流電：大小和方向隨時(shí)間呈周期性變化的電流。 示波器觀測交流信號(hào)示波器觀測交流信號(hào) 二、認(rèn)識(shí)描述交流電的物理量二、認(rèn)識(shí)描述交流電的物理量 1有效值和最大值有效值和最大值（1）有效值和最大值的概念）有效值和最大值的概念 Em、Im、Um 分別是交流電的電動(dòng)勢、電流和電壓的最大值，即交流電在變化過程中所能達(dá)到的最大值通常測量、計(jì)算的交流電的大小是所謂的有效值。若分別給同一電熱器通交流電和直流電，在相同時(shí)間內(nèi)

3、所產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，則稱這個(gè)直流電的數(shù)值就是相應(yīng)交流電的有效值。 （2）交流電壓的測量）交流電壓的測量 交流電壓表的使用與直流電壓表也有兩點(diǎn)不同。一是交流電壓測量時(shí)無極性之分，電表不會(huì)出現(xiàn)反偏現(xiàn)象，即測量時(shí)不用注意電表的極性；二是有些小量程（如10V 擋）測量時(shí)，應(yīng)讀與之相對(duì)應(yīng)的專用標(biāo)度尺。 測試交流電壓測試交流電壓 2周期和頻率周期和頻率頻率就是交流電在1s 內(nèi)變化的次數(shù)，周期就是完成一次變化所用的時(shí)間。 是角頻率，也是反映交流電變化快慢的物理量。3相位相位 瞬時(shí)值表達(dá)式中，括號(hào)里的量t + 被稱做交流電的相位，其中 被稱做初相位。相位差，就是兩個(gè)交流信號(hào)的相位之差。注意：注意：只有兩個(gè)信號(hào)

4、的頻率相同時(shí)才能有相位差之說，若兩個(gè)信號(hào)的頻率不同，則相位差之說是無意義的。 周期、有效值和初相位是描述正弦交流電的三要素。想想 一一 想想 某交流電i1 = 10sin(314t - 60)A，i2 = 12sin(314t + 30)A，則兩交流電的周期、頻率、角頻率、有效值、最大值、初相位分別為多少？兩電流的相位差為多少？它們的三要素分別為多少？ 三、認(rèn)識(shí)交流電的表示方法三、認(rèn)識(shí)交流電的表示方法 1解析式表示法解析式表示法 解析式表示法：用交流信號(hào)（電壓、電流或電動(dòng)勢）隨時(shí)間變化的表達(dá)式來表示交流信號(hào)的方法。如i = 10sin(314t - 60)A這種表示方法能清楚地反映交流信號(hào)的三

5、要素。2波形圖表示法波形圖表示法 波形圖表示法：用u(i或e) - t坐標(biāo)圖像表示交流信號(hào)（電壓、電流或電動(dòng)勢）隨時(shí)間變化情況的方法。這種表示方法能清楚地反映交流信號(hào)的三要素。3矢量圖表示法矢量圖表示法 矢量圖表示法就是用矢量圖來表示交流電大小和初相位的方法。交流電表示法交流電表示法 任務(wù)任務(wù)2 2 照明電路的安裝與測試照明電路的安裝與測試 一、常見照明燈具 二、照明電路配電板的安裝與調(diào)試一、常見照明燈具一、常見照明燈具1白熾燈白熾燈工作電壓范圍，價(jià)格低廉，不需要附加電路，但它的效率較低。 2鹵鎢燈鹵鎢燈 有體積小、壽命長、光效高。 3熒光燈熒光燈4低壓鈉燈低壓鈉燈燈光效最高，但僅輻射單色黃光

6、。5高強(qiáng)度氣體放電燈（高強(qiáng)度氣體放電燈（HID）這類燈都是高氣壓放電燈。6感應(yīng)燈感應(yīng)燈 是緊湊型熒光燈的另一種形式。7場致發(fā)光照明場致發(fā)光照明 包括多種類型的發(fā)光面板和發(fā)光二極管。二、照明電路配電板的安裝與調(diào)試二、照明電路配電板的安裝與調(diào)試1火線與零線火線與零線 單相交流電路有兩根電源線，分別是相線（L）和中性線（N），也就是俗稱的火線和零線?！白罅阌一稹?火線與零線的判別火線與零線的判別 2配電板及照明電路的安裝配電板及照明電路的安裝 配電板一般由電能表、電源開關(guān)、漏電保護(hù)器用于漏電保護(hù)，熔斷器等電器構(gòu)成。“1、3 進(jìn)，2、4 出” 電路接線應(yīng)遵循以下規(guī)則： 布線應(yīng)緊貼安裝面板，橫平豎直，不

7、交叉； 除器件接線端子處，其他無接頭； 接頭處轉(zhuǎn)折不得過短（30mm）； 該進(jìn)入進(jìn)線孔的導(dǎo)線要通過進(jìn)線孔接入； 接頭旋向應(yīng)順著螺釘或螺帽的緊固方向，一般為順時(shí)針方向； 接頭露銅不得過長（3mm）。 （1）安裝）安裝 （2）斷電檢測。）斷電檢測。 斷開電源開關(guān)QS，用萬用表的電阻擋測量插頭火線與零線間的電阻為多少？(為什么不是無窮大？) 閉合電源開關(guān)QS，用萬用表的電阻擋測量插頭火線與零線間的電阻，同時(shí)撥動(dòng)S1、S2 和S3，使萬用表的讀數(shù)和斷開電源開關(guān)QS 時(shí)相等。 在閉合電源開關(guān)QS 且萬用表的讀數(shù)和斷開電源開關(guān)QS 時(shí)相等的前提下?lián)軇?dòng)S1，觀察電表讀數(shù)的變化情況。 在閉合電源開關(guān)QS 且萬

8、用表的讀數(shù)和斷開電源開關(guān)QS 時(shí)相等的前提下?lián)軇?dòng)S2 和S3，觀察電表讀數(shù)的變化情況。 用萬用表的電阻擋檢測EL1 的中心電極是否與零線相接，開關(guān)S1、S2 和S3 是否接在火線上。 用萬用表的電阻擋檢測插頭的插腳與相應(yīng)的火線、零線和地線連接是否正確。（3）通電試驗(yàn)。）通電試驗(yàn)。 在斷電檢查無誤后，將電源插頭插入實(shí)訓(xùn)臺(tái)的電源插座。 閉合電源開關(guān)QS，再閉合開關(guān)S1，觀察燈泡的反應(yīng)。 閉合電源開關(guān)QS，依次撥動(dòng)S2、S3、S2、S3，同時(shí)觀察燈泡的反應(yīng)。 用交流電壓表分別測量插座各插孔間的電壓。照明電路安裝與測試照明電路安裝與測試 任務(wù)任務(wù)3 3 認(rèn)識(shí)交流電阻器、電感器、電容電路器認(rèn)識(shí)交流電阻器

9、、電感器、電容電路器 一、認(rèn)識(shí)交流電路中的電阻器 二、認(rèn)識(shí)交流電路中的電感器 三、認(rèn)識(shí)交流電路中的電容器一、認(rèn)識(shí)交流電路中的電阻器一、認(rèn)識(shí)交流電路中的電阻器1認(rèn)識(shí)單相調(diào)壓器認(rèn)識(shí)單相調(diào)壓器 一是調(diào)壓器不具有隔離功能，也就是調(diào)壓器不能將其輸出端與輸入端相隔離，所以應(yīng)注意用電安全；二是不能將原邊（輸入端）和副邊（輸出端）接反，如圖2-3-2（a）所示，一旦接反就有可能燒毀調(diào)壓器；三是使用前和使用后都要將調(diào)壓器調(diào)到輸出電壓最低狀態(tài)，如圖2-3-2（b）所示，以防一時(shí)不慎造成電路過壓而損壞；四是調(diào)壓器的輸入輸出公共端一定接電源的零線，如圖2-3-2（c）所示。2交流電路中的電阻器交流電路中的電阻器純電阻

10、電路的歐姆定律：通過電阻器的電流與電阻器兩端的電壓成正比，與電阻器的電阻成反比。即電阻器上的電壓與電流相位差為零。二、認(rèn)識(shí)交流電路中的電感器二、認(rèn)識(shí)交流電路中的電感器1認(rèn)識(shí)電感器認(rèn)識(shí)電感器電感器的重要參數(shù)是自感系數(shù)，簡稱電感。1H = 103mH = 106H = 109nH 電感器電感的大小與其線圈的匝數(shù)、形狀、直徑、長度以及導(dǎo)磁材料有關(guān)。2交流電路中的電感器交流電路中的電感器（1）在交流電路中，電感器對(duì)電流有一定的阻礙作用，這種阻礙作用稱為感抗。（2）純電感電路的歐姆定律電壓相位超前電流相位90。三、認(rèn)識(shí)交流電路中的電容器三、認(rèn)識(shí)交流電路中的電容器1認(rèn)識(shí)常見電容器認(rèn)識(shí)常見電容器電容器：任何

11、兩個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體。組成電容器的導(dǎo)體稱為電極，兩個(gè)電極之間的絕緣層（材料）稱為電介質(zhì)。充電：充電：正、負(fù)電荷分別向電容器的正、負(fù)極板集結(jié)，從而使電容器帶電的過程。放電：放電：電流就會(huì)由電容器的正極板經(jīng)電阻流向負(fù)極板，電容器兩端的電壓逐漸變小的過程。電容： 電容器電容的大小由電容器極板的正對(duì)面積、極板間距離和極板間所充介質(zhì)決定，與電容器是否帶電、帶電多少無關(guān)。耐壓：耐壓：就是指電容器安全、正常工作所能承受的最大電壓。在直流電路中，電路電壓不得超過電容器的額定電壓；在交流電路中，電路電壓的最大值不得超過電容器的耐壓。（1）直標(biāo)法。）直標(biāo)法。用數(shù)字和字母把電容器的規(guī)格、型號(hào)直接標(biāo)在電容器

12、的外殼上。（2）文字符號(hào)法。）文字符號(hào)法。用數(shù)字和文字符號(hào)有規(guī)律的組合來表示容量的標(biāo)志方法。（3）數(shù)碼法。）數(shù)碼法。用3 位數(shù)字來表示電容器容量的大小，單位為pF。（4）色標(biāo)法。）色標(biāo)法。與電阻器的色標(biāo)法類似，單位為pF。2交流電路中的電容器交流電路中的電容器容抗：容抗：在交流電路中，由于極板上的電荷積累，電容器對(duì)電流的阻礙作用純電容電路（只有電容元件的交流電路）歐姆定律： 純電容電路中，電容器兩端電壓與電流的相位關(guān)系是：電流相位超前電壓相位90。常用電容器和電感器常用電容器和電感器 電容器充放電容器充放 任務(wù)任務(wù)4 4 串聯(lián)電路的測試分析串聯(lián)電路的測試分析 一、RL 串聯(lián)電路測試分析 * 二

13、、RC 串聯(lián)電路測試分析 * 三、RLC 串聯(lián)電路的測試分析一、一、RL RL 串聯(lián)電路測試分析串聯(lián)電路測試分析電壓規(guī)律： 電壓三角形 阻抗規(guī)律： 阻抗三角形 兩個(gè)三角形中的 就是電壓和電流的相位差，又稱為阻抗角。* * 二、二、RC RC 串聯(lián)電路測試分析串聯(lián)電路測試分析電壓規(guī)律： 電壓三角形阻抗規(guī)律： 阻抗三角形* * 三、三、RLC RLC 串聯(lián)電路的測試分析串聯(lián)電路的測試分析1RLC 串聯(lián)電路串聯(lián)電路電壓規(guī)律： 電壓三角形 阻抗規(guī)律： 阻抗三角形 *2RLC 串聯(lián)諧振電路的測試分析串聯(lián)諧振電路的測試分析 當(dāng)RLC 串聯(lián)電路中的感抗和容抗相等時(shí)，電路呈現(xiàn)純電阻性，電壓和電流的相位差為零，

14、這就是RLC 串聯(lián)諧振電路。（1）阻抗特點(diǎn)。電路的總阻抗最小，最小阻抗：Zmin = R。（2）電流特點(diǎn)。RLC 串聯(lián)電路諧振時(shí)，通過電路的電流最大，最大電流：Imax = U/R。（3）電壓特點(diǎn)。RLC 串聯(lián)電路諧振時(shí)，電阻兩端的電壓等于電路的總電壓，電感器兩端的電壓與電容器兩端的電壓相等，即：UR = U，UL= UC。（4）相位特點(diǎn)。RLC 串聯(lián)電路諧振時(shí)，電壓和電流同相位，即電壓和電流的相位差等于零。任務(wù)任務(wù)5 5 安裝熒光燈電路安裝熒光燈電路 一、認(rèn)識(shí)熒光燈電路 二、熒光燈電路的安裝與測試一、認(rèn)識(shí)熒光燈電路一、認(rèn)識(shí)熒光燈電路二、熒光燈電路的安裝與測試二、熒光燈電路的安裝與測試1檢測檢

15、測2安裝安裝3測試并通電試驗(yàn)測試并通電試驗(yàn)4檢查與評(píng)價(jià)檢查與評(píng)價(jià)熒光燈電路安裝熒光燈電路安裝 任務(wù)任務(wù)6 6 測試交流電路的功率測試交流電路的功率 一、測試電路的功率 二、提高功率因數(shù)一、測試電路的功率一、測試電路的功率1測試純電阻電路的功率測試純電阻電路的功率視在功率（視在功率（S）：）：在交流電路中，總電壓有效值和電流有效值的乘積S = UI有功功率（有功功率（P）：電阻等元件實(shí)際損耗的功率，也就是電路的平均功率。純電阻元件上的視在功率和有功功率相等。2測試純電容電路的功率測試純電容電路的功率無功功率（無功功率（Q）：即儲(chǔ)能元件的視在功率。3測試交流電路的功率測試交流電路的功率P = UIcosQ = UIsinS2 = P2+ Q2功率三角形 視在功率的單位為伏安（VA），有功功率的單位為瓦（W），而無功功率的單位為乏（var）。二、提高功率因數(shù)二、提高功率因數(shù) 功率因數(shù)：就是電路中總電壓和電流相位差的余弦，也就是有功功率與視在功率的比值。 反映了電源功率利用率的大小。并聯(lián)適當(dāng)電容器的方法來提高功率因數(shù)