本章提要 本章主要讨论正弦交流电路。首先介绍正弦交流电路的基本概念及相量表示法,分析单一参数元件交流电路,然后讨论电阻、电感、电容元件串联的交流电路、电路的谐振现象及提高功率因数的方法。直流电路所提及的电路定律和分析方法在运用相量法后,可以推广到正弦交流电路中。
本章重点 正弦量的相量表示法;用相量法分析正弦交流电路的电压、电流;有功功率、无功功率、视在功率的概念和计算;串联谐振电路;提高功率因数的方法。
本章难点 正确理解相量分析法和交流功率。
工程上经常涉及很多在时间上按一定规律变化的电学量或信号。图2-1是三种随时间作周期性变化的电学量,简称周期量。图2-1a所示周期量在任一瞬时数值(即瞬时值)的极性保持不变,称为脉动直流电。图2-1b则是瞬时值的正、负值反复交替出现的交流电。所谓交流电是指在大小和方向上随时间作周期性变化,并且在一个周期内的平均值为零的电压、电流和电动势的统称。直流电与交流电的区别在于其方向是否随时间变化。(www.daowen.com)
图2-1c是随时间按正弦函数规律周期性交变的,称为正弦交流电,简称正弦量。其他的周期量则统称为周期性非正弦量。所谓正弦交流电路,是指含有正弦电源(激励),且在电路各部分所产生的电压和电流(响应)均按正弦规律变化的电路。
图2-1 周期量
正弦交流电是目前供电和用电的主要形式,这是因为正弦交流电可以利用变压器改变电压,能够实现远距离高压输电,使用方便,比直流电供电经济且效率高。在电子技术中,正弦交流信号的应用十分广泛,是信号电路中最基本的信号,因为非正弦周期信号可以通过傅里叶级数分解为一系列不同频率的正弦信号之和。多个正弦函数的和、差及微分、积分运算结果仍是正弦函数,正弦函数的微分方程可以简化为代数方程,这些特点使正弦交流电路的分析计算简便、有效,所以正弦交流电路理论是电路分析中很重要的一部分。本章分析与计算正弦交流电路,主要讲解不同参数和不同结构的各种正弦交流电路中电压与电流之间的关系和功率。
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