三相正弦交流电路的分析(精)

三相交流电路的研究

一、实验目的

1. 掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接线法、相电压、线电压、相

电流、线电流之间的关系。

2. 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。

二、实验设备

序号名称型号与规格数量

1 交流电压表

2 交流电流表 1

3 万用表 1

4 三相自耦调压器 1

5 三相灯组负载220V,15W白炽灯9

6 电门插座 3

三、实验内容

1. 三相负载星形联接（三相四线制供电）

按图7-1线路组接实验电路，即三相灯组负载以三相自藕调压器接通三相对称电源，并将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为0v的位置（即逆时针旋到底的位置），经指导老师检查合格后，方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220v，并按以下的步骤完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压，将所测得的数据记入表7-1中，并观察各相灯组亮暗的变化程

度，特别要注意观察中线的作用。

表7-1 测量

数据实验内容（负载情况）开

灯

盏

数

线电流

（A）

线电压

（V）

相电压

（V）

中性电

流Io

（A）

A相B

相

C相IA IB IC UAB UBC UCA UA0 UB0 UC0

Y0接

平衡

负载

3 3 3

Y接

平衡

负载

3 3 3

Y0接

不平

衡负

载

1 2 3

Y接

不平

衡负

载

1 2 3

Y0接

B相

断开

1 3

Y接

B相

断开

1 3

Y接

B相

短路

1 3

2. 负载三角形联接（三相三线制供电）

按图5-2改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出电压为220v，并按数据表格的内容进行测试。

注：三相电路的线电流需用DG10元件箱的三个电流插孔。

表7-2

测量

数据

负载情况开灯盏数

线电压＝相

电压（v）

线电流

（A）

相电流

（A）

A-B

相

B-C相C-A相UAB UBC UCA IA IB IC IAB IBC ICA

三相

平衡

三相

不平

衡

四、实验注意事项

1. 本实验采用三相交流市电，线电压为380v，应穿绝缘鞋进实验室。实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。

2. 每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先接线，后通电；先断电后拆线的实验操作原则。

3. 星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。

五、预习思考题

1. 三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？

2. 复习三相交流电路有关内容，试分析三相星形联接不对称负载在无中性情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中性，情况又如何？

3. 本次实验中为什么要通过三相调压器将380v的市电线电压降为220v的线电压使用？

六、实验报告要求

1. 用实验测得的数据验证对称三相电路中的√3关系。

2. 用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中线的作用。

3. 不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？

4. 根据不对称负载三角形联接时的相电流值作相量图，并求出线电流值，然后与实验测得的线电流作比较，分析之。

华南师范大学电工学-三相正弦交流电路分析试题(精)

1. 正弦交流电的三要素是______、______、______。 2. 三相电源线电压U l ＝380V ，对称负载阻抗为Z ＝40＋j30Ω，若接成Y 形，则线电流I l ＝______A，负载吸收功率P ＝______W；若接成Δ形，则线电流I l ＝ ______A，负载吸收功率P ＝______W。 3. 一批单相用电设备，额定电压均为220V ，若接在三相电源上工作，当电源线电压为380V ， 应如何联接？若电源线电压为220V ，又该如何联接？ 4. 三相负载每相阻抗均为Z P ＝(8＋j6 Ω，电源相电压U P ＝220V ，若接成Y 形则线电流I l ＝______A，吸收的有功功率P ＝______W，无功功率Q ＝______var；若接成Δ形则线电流I l ＝______A，有功功率P ＝______W，无功功率Q ＝ ______var。 5. 当发电机的三相绕组联成星形时，设线电压(V 30sin 2?-=t u AB ω，试写出相电压u A 的三角函数式。 6. 有220V ，100W 的电灯66个，应如何接入线电压为380V 的三相四线制电路？求负载在对称情况下的线电流。 7. 有一三相对称负载，其每相的电阻R ＝8Ω，感抗X L ＝6Ω。如果将负载联成星形接于线电压U l ＝380V 的三相电源上，试求相电压、相电流及线电流。 8. 有一台三相发电机，其绕组联成星形，每相额定电压为220V 。在第一次试验时，用电 压表量得相电压U A ＝U B ＝U C ＝220V ，而线电压则为U AB ＝U CA ＝220V ，U BC ＝380V ，试问这种现象是如何造成的？

第五章正弦交流电路习题

第五章习题（练习册） 1.是非题 （1）用交流电压表测得交流电压是220V ，则此交流电压的最大值是3220V 。 （2）一只额定电压为220V 的白炽灯，可以接在最大值为311V 的交流电源上。 （3）用交流电压表测得交流电的数值是平均值。 （4）如果将一只额定电压为220V 、额定功率为100W 的白炽灯，接到电压为220V 、输 出额定功率为2000W 的电源上，则白炽灯会烧坏。 （5）电感性负载并联一只适当数值的电容器后，可使线路中的总电流减小。 （6）只有在纯电阻电路中，端电压与电流的相位差才为零。 （7）某电路两端的端电压为)30314sin(2220?+=t u V ，电路中的总电流为 )30314sin(210?-=t i A ，则该电路为电感性电路。 （8）在RLC 串联电路中，若C L X X >，则该电路为电感性电路。 （9）在RLC 串联电路中，若C L X X =，这时电路的端电压与电流的相位差为零。 （10）谐振电路的品质因数越高，则电路的通频带也就越宽。 （11）在RLC 并联电路中，若C L X X <，则该电路中的总电流超前端电压，电路为电 容性电路。 （12）正弦交流电的三要素是指：有效值、频率和周期。 2.选择题 （1）两个正弦交流电流的解析式是：)6 314sin(101π + =t i A ，)4 314sin(2102π + =t i A 。 这两个交流电流相同的量是________。 A ．最大值 B ．有效值 C ．周期 D ．初相位 （2）已知一交流电流，当t=0时的值10=i A ，初相位为?30，则这个交流电的有效值 为_______ A ．0.5A B ．1.141A C ．1A D ．2A （3）白炽灯与电容器组成的电路如图所示，由交流电源供电，如果交流电的频率减小， 则电容器的________。 A ．电容增大 B ．电容减小 C ．容抗增大 D ．容抗减小 （4）白炽灯与线圈组成的电路如图所示，由交流电源供电，如果交流电的频率增大， 则线圈的_________。 A ．电感增大 B ．电感减小 C ．感抗增大 D ．感抗减小 （5）一个电容器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率。把它改接到交流电源上， 使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是______。 A ．7.07V B ．5V C ．14V D ．10V （6）在纯电感电路中，下列各式正确的是______。 A ．L U I = B ．L U I ω= C ．LU I ω= D ．L X u I = （7）如图所示，当交流电源的电压为220V ，频率为50Hz 时， 三只白炽灯的亮度相同。现将交流电的频率改为100Hz ， 则下列情况正确的应是______。 A ．A 灯比原来暗 B ．B 灯比原来亮 C ．C 灯比原来亮 D ．C 灯和原来一样亮 （8）在如图所示电路中，交流电压表的读数分别是V 为10V ，V1为8V ，则V2的读数 是_____。 A ．6V B ．2V C ．10V D ．4V （9）在如图所示电路中，交流电流表的读数分别是A1为6A ，A2为2A ，A3为10A ， 则A 的读数是_____。 A ．10A B ．18A C ．2A D ．26 A （10）如图所示，电路在开关S 断开时的谐振频率为0f ，在开关S 合上后电路的谐振 频率为______。 A ．20f B ．021f C ．0f D ．041 f （11）要使RLC 串联电路的谐振频率增高，采用的方法是______。 A ．在线圈中插入铁心 B ．增加线圈的匝数 C ．增加电容器两极板的正对面积 D ．增加电容器两极板的距离

正弦交流电路的分析与讲解

授课日期年月日第课时

第一节纯电阻电路 一、电路： 1．纯电阻电路：交流电路中若只有电阻，这种电路叫纯电阻电 路。 2．电阻元件对交流电的阻碍作用，单位 二、电流与电压间的关系： 1．大小关系： 设在纯电阻电路中，加在电阻R上的交流电压u U m sin t,则通过电阻R的电流的瞬时值为： i = R u = R t U sin m I m sin t I m R U m I = 2 m I R U 2 m= R U I R U ：纯电阻电路中欧姆定律的表达式，式中：U、I为交流电路中电压、电流的有效值。 2．相位关系： （1）在纯电阻电路中，电压、电流同相。 （2）表示：解析式、相量图和波形图。 例：在纯电阻电路中，电阻为44，交流电压 u311sin(314t30)V，求通过电阻的电流多大？写出电流的解析式。 练习： 已知交流电压 u=2202sin(314t45)V，它的有效 是 ,频率是，初相是。若电路接上一电阻负载R220,电路上电流的有效值是，电流的解析式是。 小结： 1．纯电阻电路中欧姆定律的表达式。

课前复习： 电阻元件上电流、电压之间的关系 1．大小关系 2．相位关系 第二节纯电感电路 一、电路： 二、电感对交流电的阻碍作用： 1．演示： 电感在交、直流电路中的作用 2．分析与结论： 电感线圈对直流电和交流电的阻碍作用是不同的。对于直流电起阻碍作用的只是线圈电阻，对交流电，除线圈电阻外，电感也起阻碍作用。 （1）电感对交流电有阻碍作用的原因。 （2）感抗：电感对交流电的阻碍作用。用X L表示，单位：。（3）感抗与ω、L有关： ①L越大，X L就越大，f越大，X L就越大。 ②X L与L、f有关的原因。 ③X L L2 f L 单位：X L―欧姆（）；f－赫兹（Hz）；L－亨利（H）。（4）电感线圈在电路中的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频。 （5）应用： 低频扼流圈：用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫低频扼流圈。 高频扼流圈：用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫高频扼流圈。

《三相正弦交流电路》教(学)案

第一节交流电的产生 一、教材分析 1、教材的地位和作用 本节课容节选自高等教育出版的全国中等职业学校规划教材《电工基础》第七章第一节，前一章主要讲了电磁感应。在此基础上，本章学习正弦交流电路，而本节是讲解交流电的产生。因此，本节容既是前章的总结，又是后面学习三相交流电路、对称三相交流电路中电压、电流和功率的计算方法的基础。 2、教学目标 （1）、知识目标 a、了解交流电动势的产生。 b、理解正弦交流电的特征。 c、了解交流电的波形图。 （2）、能力目标 a、培养学生观察能力、实验能力，思维能力。 b、培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。 （3）、德育目标 a、培养学生勤于动脑、大胆实践、勇于探索的良好习惯。 b、指导学生树立辩证唯物主义世界观。 3、教学重点、难点 重点： （1）、交流电产生的物理过程．使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间，电流的大小及方向是怎样变化的。 难点： （1）、分析交流电的大小及方向时，线圈运动方向(v)与磁感强度B．之间的角度关系。 二、教法设计 1、重视问题情景的创设 教师在导入、讲授新课时，注重创设一定的物理情景，以便于激发学生的学习兴趣，启发学生思考。 2、坚持以学生为中心 （1）、在得出交流电的波形图的教学过程中,我采用学生分组“引导探究性推理”的教学方法。 （2）、给学生提供多种机会应用他们所学的知识。 3、采用多种教学形式 在教学中，教师采用视频播放、课件展示及学生分组“引导探究性推理”（利用多媒体教具学具）等教学方式，激发学生的兴趣，并利用多媒体辅助分析演示实验及学生分组“引导探究性推理”，使学生获得更多的理性认识。 三、学法指导 1、强调“协作性学习”

第五章正弦交流电路习题及参考答案

第五章 正弦稳态电路分析 一、思考题 5.1为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器， 此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？为什么？ 5.2提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法， 而不用串联法？所并的电容器是否越大 越好？为什么？ 5.3三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？ 5.4试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？ 5.5三相四线制有什么特点？其中线上可以安装保险丝吗？为什么？ 二、计算题 5.1图示5.1为正弦波经半波整流后的波形，求其有效值和平均值。 5.2图示5.2电路中，已知R 1=R 2=X L =100Ω，U AB =141.4 /0oV ，两并联支路的功率P AB =100W ， 其功率因数为cos φAB =0.707 (φAB <0)。求： （1）该电路的复阻抗Z 1； （2）端口电压U 及有功功率P ，无功功率Q 和功率因数λ。 5.3若。，求，)()(sin 3)(cos )(2121t i t i A t t i A t t i +-==ωω 5.4已知V t u V t u bc ab )60314sin(100)30314cos(100 +=+=，，在用相量法求u ac 时，下列四种算法得答案哪些是正确的？不正确的，错在何处？ 方法一： 方法二： V t u j U U j U j U ac bc ab bc ab 314cos 2.17302.173506.8650 6.86=+=+-=+=? ? ? ? V t u j U U j U j U ac bc ab bc ab )45314cos(4.1936.1366.1366.865050 6.86 +=+=++=+=? ? ? ? 方法三： 方法四： I R 1 A ＋I 2 2 X L － B 图5.2

第五章 正弦交流电路习题

第五章正弦交流电路习题 一、填空题 1、 正弦交流电的三要素为_______、_______和_______，它们是确定正弦交流电变化情况的三个重要数值。 2、 正弦交流电压V t u )45314sin(230?+=，其振幅为 _____ 、角频率为 ______ 、频率为 ____ 、周期为 ____ 、初相角为 ________ 、有效值为 ______ 。 3、 我国第一颗人造地球卫星发出《东方红》乐曲的信号频率是20MHz ，则它的周期是 ___ 、角频率为 ___ 。 4、 某正弦交流电流I=10A 、Hz 、f 100=φ=－π/3，则该正弦电流瞬时值的表达式为i= 。 5、 已知正弦交流电流A t i )30314sin(2.28?+=，其频率为 ____ 、周期为 ___ 、在s t 1.0=时瞬时值为 ____ 。 6 、 频率为50Hz 的两个正弦交流电压，当它们的相位差为π/3时，则时间差为 __ 。 7、 正弦交流电的最大值是有效值的 ___ 倍。我国在日常生活中使用的交流电频率为 ___ ，周期为 __ 。 8、 已知两个正弦交流电流： 2121,)3/2314s i n (10,)3/314sin(5i i A t i A t i 和则ππ-=-=的相位差为 __ ，而 且 __ 超前 __ 。 9 、 已知两个正弦交流电压：=?-=21,)30314sin(2220u V t u ,)90314sin(2220V t ?+若将纵坐标轴向左移π/3，则1u 的初相位为 __ ， 2u 的初相位为 __ ，1u 和2u 的相位差为 __ ，而且 _ 超前 _ 。 10、已知：sin 3,)35314sin(2,)150314sin(10021=?-=?-=i A t i V t u A t )60314(?+，在保持相位差不变的条件下，将电压的初相位改为0°则A i A i V u __________,__________,__________21===。 11、 已知：=?-=?+=321,)601000sin(20,)301000sin(10i mA t i mA t i mA t )1201000sin(15?-,则1i 与2i 的相位关系为 ，2i 与3i 相位关系 为 ，3i 与1i 的相位关系为 。

第九章正弦稳态电路的分析

第九章 正弦稳态电路的分析 本章重点： 1.阻抗，导纳及的概念 2.正弦电路的分析方法 3.正弦电路功率的计算 4.谐振的概念及谐振的特点 本章难点：如何求电路的参数 主要内容 §9-1阻抗和导纳 1．阻抗 (1)复阻抗：u i Z U U Z Z R jX I I ψψ?==-=∠=+&& 式中22U Z R X I ==+为阻抗的模； Z u i X arctg R ?ψψ=-=为阻抗角(辐角)； R=Re[Z]cos z Z ?=称为电阻； X=Im[Z]=sin z Z ?称电抗。 (2)RLC 串联电路的阻抗： 1 U Z R j L I j c ωω==++ =&& 1 ()()L C Z R j L c R j X X R jX Z ωω?+- = ++=+=∠ 式中L X L ω=称为感抗；1C X c ω=- 称为容抗；1L C X X X L c ωω=+=- 可见，当X.>0，即1L c ωω>时，Z 是感性； 当X<0，即1L c ωω<时，Z 呈容性。 (3)阻抗三角形： 2．导纳 Z ?Z Ｒ Ｘ Z &U &+ — I &U &+ — C L

(1)复导纳：1i u Y I I Y Y G jB Z U U ψψ?===∠-=∠=+&& 式中I Y U = =称为导纳的模；arctan Y B G ψ=称为导纳角； Re[]cos Y G Y Y ψ==称为电导； Im[]sin Y B Y Y ψ==称为电纳。 (2)RLC 并联电路的导纳： 1111 ()I Y j c j c U R j L R L ωωωω==++=+-=&& ()C L Y G j B B G jB Y ψ++=+=∠ 式中1L B L ω=- 称为感纳；C B C ω=称为容纳；1C L B B B c L ωω=+=-；1 G R =。 可见，当0,B >即1c L ωω>时，Y 呈容性；当0,B <即1 ,c L ωω

第五章 正弦交流电路单元测验

第五章 单元测验 1.选择题 （1）正弦交流电的三要素是指______。 A ．电阻、电感和电容 B ．有效值、频率和初相 C ．电流、电压和相位差 D ．瞬时值、最大值和有效值 （2）交流电路中视在功率的单位是______。 A ．焦 B ．瓦 C ．伏安 D ．乏 （3）在纯电容电路中，正确的关系式是______。 A ．CU I ω= B ．C U I ω= C ．C m X U I = D ．C X u I = （4）交流电路如图所示，电流表A1、A2的读数分别为13A 和5A ，则电流表A3的 读数是______。 A ．8A B ．12A C ．18A D ．约14A （5）交流电路如图所示，电阻、电感和电容两端的电压都是100V ，则电路的端电压是_____。 A ．100V B ．300V C ．200V D ．3100V （6）在RLC 串联电路中，端电压与电流的相量图如图所示，这个电路是_____。 A ．电阻性电路 B ．电容性电路 C ．电感性电路 D ．纯电感电路 2.填空题 （1）市用照明电的电压是220V ，这是指电压的_______值，接入一个标有“220V 、100W ”的白炽灯后，灯丝上通过的电流的有效值是________，电流的最大值是________。 （2）在RLC 串联电路中，已知电流为5A ，电阻为30Ω，感抗为40Ω，容抗为80Ω，电路的阻抗为_______，该电路称为_______性电路。电阻上的平均功率为_______，无功功率为_______；电感上的平均功率为_______，无功功率为_______；电容上的平均功率为_______，无功功率为_______； （3）已知交流电压)45314sin(2220?+=t u V ，它的有效值是_______，频率是______，初相是_______。若电路接上一纯电感负载Ω=220L X ，则电路上电流的大小是______，电流的解析式是_______________。 （4）在图中，（a ）图是_________电路的波形图；（b ）图是_______电路的相量图。 （5）在谐振电路中，可以增大品质因数，以提高电路的_______；但若品质因数过大，就使_________变窄了，接收的信号就容易失真。 （6）如图所示，当交流电源电压的有效值不变，而频率升高一倍时，A1、A2、A3三个电流表读数的变化依次是_________、___________和___________。 （7）在RLC 串联谐振电路中，已知R=10Ω，电流谐振曲线如图所示，电路的品质因 数Q=__________，电感L=________，电容C=__________。 （8）_________________________之比叫做功率因数。感性电路提高功率因数的方法是____________________________。 3.作图和计算题 （1）已知一个容量为10F μ电容器接到t u π100sin 2220=V 的交流电源上。求：①电路中电流的大小；②写出电路中电流的解析式；③作出电流和端电压的相量图。 （2）已知一交流电路中的电流I=4.4A ，电路端电压U=220V ，相量图如图所示。指出它是什么性质的交流电路，并在同一坐标中画出电流、电压的波形图。 （3）把一个电阻为20Ω，电感为48mH 的线圈接到)2 314sin(2110π +=t u V 的交流 电源上。求：①线圈中电流的大小；②写出线圈中电流的解析式；③作出线圈中电流和端电压的相量图。 （4）在RLC 串联谐振回路中，已知电感L=40H μ，电容C=40pF ，电路的品质因数Q=60，谐振时电路中的电流为0.06A 。求：该谐振电路的①谐振频率；②电路端电压；③电感和电容两端的电压。

正弦稳态电路的分析(1)

第九章正弦稳态电路的分析 §9－1 阻抗和导纳 阻抗和导纳的概念以及对它们的运算和等效变换是线性电路正弦稳态分析中的重要内容。 1. 阻抗 1）阻抗的定义 图9.1所示的无源线性一端口网络，当它在角频率为的正弦电源激励下处于稳定状态时，端口的电压相量和电流相量的比值定义为该一端口的阻抗 Z 。即 单位：Ω 上式称为复数形式的欧姆定律，其中称为阻抗模，称为 阻抗角。由于 Z 为复数，也称为复阻抗，这样图 9.1 所示的无源一端口网络可以用图 9.2 所示的等效电路表示，所以 Z 也称为一端口网络的等效阻抗或输入阻抗。 图 9.1 无源线性一端口网络图 9.2 等效电路 2）单个元件的阻抗 当无源网络内为单个元件时，等效阻抗分别为： a 电阻 b 电容 c 电感 图 9.3 单个元件的网络 a图 b图 c图 说明 Z 可以是纯实数，也可以是纯虚数。 3） RLC 串联电路的阻抗

图 9.4 RLC 串联电路图 9.5 阻抗三角形 由 KVL 得： 因此，等效阻抗为 其中R—等效电阻 (阻抗的实部)；X—等效电抗(阻抗的虚部) ；Z、R 和 X 之间的转换关系为： 或 可以用图 9.5 所示的阻抗三角形表示。 结论：对于 RLC 串联电路： （1）当ωL ＞ 1/ωC 时，有X ＞0 ，φz＞0 ，表现为电压领先电流，称电路为感性电路，其相量图（以电流为参考相量）和等效电路如图 9.6 所示； 图9.6 ωL ＞ 1/ωC时的相量图和等效电路 （2）对于RLC串联电路当ωL ＜ 1/ωC时，有X ＜0 ，φz＜0 ，表现为电流领先电压，称电路为容性电路，其相量图（以电流为参考相量）和等效电路如图 9.7 所示；

三相正弦交流电路的分析(精)

三相交流电路的研究 一、实验目的 1. 掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接线法、相电压、线电压、相 电流、线电流之间的关系。 2. 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。 二、实验设备 序号名称型号与规格数量 1 交流电压表 2 交流电流表 1 3 万用表 1 4 三相自耦调压器 1 5 三相灯组负载220V,15W白炽灯9 6 电门插座 3 三、实验内容 1. 三相负载星形联接（三相四线制供电） 按图7-1线路组接实验电路，即三相灯组负载以三相自藕调压器接通三相对称电源，并将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为0v的位置（即逆时针旋到底的位置），经指导老师检查合格后，方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220v，并按以下的步骤完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压，将所测得的数据记入表7-1中，并观察各相灯组亮暗的变化程 度，特别要注意观察中线的作用。

表7-1 测量 数据实验内容（负载情况）开 灯 盏 数 线电流 （A） 线电压 （V） 相电压 （V） 中性电 流Io （A） A相B 相 C相IA IB IC UAB UBC UCA UA0 UB0 UC0 Y0接 平衡 负载 3 3 3 Y接 平衡 负载 3 3 3 Y0接 不平 衡负 载 1 2 3 Y接 不平 衡负 载 1 2 3 Y0接 B相 断开 1 3

Y接 B相 断开 1 3 Y接 B相 短路 1 3 2. 负载三角形联接（三相三线制供电） 按图5-2改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出电压为220v，并按数据表格的内容进行测试。 注：三相电路的线电流需用DG10元件箱的三个电流插孔。 表7-2 测量 数据 负载情况开灯盏数 线电压＝相 电压（v） 线电流 （A） 相电流 （A） A-B 相 B-C相C-A相UAB UBC UCA IA IB IC IAB IBC ICA 三相 平衡 三相 不平 衡 四、实验注意事项

第五章：正弦交流电路

---------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ----------------------------------------------- 班级： 姓名： 学号： 第五章：正弦交流电路 一、填空题 1、我国电力系统频率f= HZ ；角频率ω= __rad/s ；周期T= ___ s 。 2、已知u=102Sin(314t-45°)V ，i=2Sin(314t+75°)A ，则u 与i 的相 位关系是_______。 3、RLC 串联谐振电路中，已知总电压U=10V ，电流I=5A ，感抗X L =3Ω，则容抗X C = ，电阻R= 。 4、______和_______都随时间____________变化的电流叫做交流电。 5、已知交流电压为u=100sin(314t-л/4)V,则该交流电压的最大值Um=_____,有效值U=______,频率f=_____,角频率ω=______,周期T=______,当t=0.1s 时,交流电压的瞬时值u=______,初相位φ0=______________。 6、电阻R 接入2V 的直流电路中，其消耗的功率为P ，如果把阻值为R/2的电阻接到最大值为2V 的交流电路中，宏观世界消耗的功率为________。 7、正弦交流电的三要素是_______、_________和__________。 8、纯电阻电路中电流和电压的相位差为____________. 9、在纯电感的交流电路中电压和电流的相位差为______。 10、感抗表示线圈对_____________所呈现的阻碍作用。 11、在纯电容交流电路中电流和电压的相位差为_________。 12、感抗、容抗和阻抗的单位是__________。 13、在RLC 串联电路中，X 称为____,它是______与_______共同作用的结果,其大小X=_________. 14、当X>0时,则阻抗角φ为_____值,相位关系为总电压u 的相位______电流i 的相位,电路呈______,当X<0时,则阻抗角φ为________值,总电压u 的相位_________电流i,电路呈______;当X=0时,则阻抗角φ为_______,总电压u 和电流i 相位差为________,电路呈_________. 15、RLC 串联电路的谐振频率f 0仅由电路参数_____和_____决定,与电阻R 的大小______,它反映电路本身的__________, f 0叫做电路的________________. 16、电路的品质因数Q 值的大小是标志__________________的重要指标.Q 值越高,曲线就_______,选择性就__________,通频带就_________;Q 值越低,曲线就越__________,选择性就__________,通频带就__________.在广播通 信中,既要考虑______,又要考虑_________,因此,品质因数要选择得_________________. 17、在电力系统中，功率因数是一个__________.功率因数决定于电路的参数______和电源的______,纯电阻电路中,功率因数为_____,感性负载电路中,功率因数介于_____与____之间. 18、感性负载并联电容以后电路的________功率不变,这是因为电容器不消耗________,感性负载的工作状态_______________。 19、阻抗角φ的大小决定于电路参数_____、______和_____,以及__________.电抗X 的值决定____________。 20、串联谐振时，电阻上的电压等于___________,电感和电容上的电压等于____________.因此,串联谐振又叫做_____________. 二、判断题 1、只有正弦量才能用相量表示。（ ） 2、只要是正弦量就能用相量进行加、减运算。（ ） 3、相量是时间矢量。（ ） 4、有效值相量在横轴上的投影是该时刻正弦量的瞬时值。（ ） 5、有效值相量在纵轴上的投影是该时刻正弦量的瞬时值。（ ） 6、在纯电阻电路中电压与电流的最大值、有效值和瞬时值之间，都服从欧 姆定律。（ ） 7、在纯电阻电路中平均功率等于电流有效值与电阻两端电压的有效值之 积。（ ） 8、在纯电感电路中电流、电压最大值、有效值和瞬时值之间，都服从欧姆 定律。（ ） 9、电感是储能元件，它不消耗电能，其有功功率为零，无功功率等于电压 有效值与电流有效值之积。（ ） 10、电容是储能元件，它不消耗电功率，电路的无功功率为零。有功功率等于电压有效值与电流有效值之积。（ ） 11、线圈的阻抗为z=R+X L （ ） 12、一个电容C 和一个电阻R 串联起来后，接到正弦交流电路中，电路的视在功率S=UI ，有功功率P=Scos φ，无功功率Q=Ssin φ.( ) 三、回答问题 1、无功功率是否是无用功率，它有何用途？

第5章 非正弦交流电路

第五章 非正弦交流电路 1．周 期 为 T 的 非 正 弦 信 号 可 以 分 解 为 傅 立 叶 级 数 的 条 件 为 ( )。 (a) 满 足 狄 利 赫 利 条 件 (b) 无 条 件 (c) 必 须 平 均 值 为 零 2．某 周 期 为 0.02 s 的 非 正 弦 周 期 信 号，分 解 成 傅 立 叶 级 数 时， 角 频 率 为 300 πrad / s 的 项 称 为 ( )。 (a) 三 次 谐 波 分 量 (b) 六 次 谐 波 分 量 (c) 基 波 分 量 3．应 用 叠 加 原 理 分 析 非 正 弦 周 期 电 流 电 路 的 方 法 适 用 于 ( )。 (a) 线 性 电 路 (b) 非 线 性 电 路 (c) 线 性 和 非 线 性 电 路 均 适 用 4．非 正 弦 周 期 电 流 的 有 效 值 I 用 公 式 表 示 即 ( )。 (a) I I I I I =+++++012L L N (b) I I I I I =+++++()01212L L N (c) I I I I I =+++++()02 122212L L N 2 5．下 图 中 非 正 弦 周 期 电 流 的 频 率 为 ( )。 (a) 0.05 kHz (b) 0.1 kHz (c) 10 kHz t /ms 6．图 中 周 期 电 压 的 频 率 为 ( )。 (a) 500 kHz (b) 1 000 kHz (c) 0.5 kHz 1234mV s u //t m 0 7．某 周 期 为 0.02 s 的 非 正 弦 电 流，其 5 次 谐 波 频 率 f 5 为( )。 (a) 10 Hz (b) 250 Hz (c) 50 Hz 8．已 知 电 流 i t t =++? 10232330sin sin()ωω A ，当 它 通 过 5 Ω 线 性 电 阻 时 消 耗 的 功 率 P 为( )。 (a) 845 W (b) 325 W (c) 545 W

三相正弦交流电

三相正弦交流电路 1、简述 我们现在工厂用电和生活用电都是三相正弦交流电，我们先来认识一下三相正弦电压相量图和波形图。 图一 三相电压的相量图和波形图 从图一来看，三相电源到达振幅值的顺序为Ua,Ub,Uc，其相序为A-B-C-A，我们也称这种相序为顺相序。B相滞后A相120度，C相滞后A相240度（也就是超前120度）。 2、三相电源星形连接 三相正弦交流电是由三相发电机来提供的。三相发电机类似三相异电动机，也有三相绕组，六个头尾，接法分星形接法和三角形接法。 图二，我们将三相发电机绕组A-X，B-Y，C-Z的相尾X，Y，Z连接在一起，相头A，B，C引出作输出线，这种连接称为星形接法。线路线间的电压叫线电压，电源每相绕组两端的电压为相电压。

，， 中性线 图二 三相电源的星形接法 图三 三相电源星形接法时电压的相量图 当三个相电压对称时，三个线电压也是对称的，线电压的有效值是相电压的 √3倍。从图三相量图我们可以看出，线电压Uab较相电压Ua超前30度，同样 Ubc较Ub，Uca较Uc都超前了30度。三个线电压相量所构成的星形位置相当 于三相相电压相量的构成的星形位置依逆时针方向旋转了30度。它们之间的相 量关系： U AB=√3U A<30° U BC=√3U B<30° U CA=√3U C<30° 电源星形连接并引出中性线可以供望应两套对称电源，一套是对称的相电 压，一套是对称的线电压。目前电力电网的低压供电系统中（市电），电源接法 是中性点接地的星形连接并引出中线（零线）。线电压是380伏，相电压是220 伏，常写作380/220V。 通过对解析式的分析，三个相电压在对称时它们的和才为零，而三个线电压 之和则不论对称与否均为零。 3、三相电源三角形连接 三相绕组头尾相连，这样的连接方式我们称为三角形连接，见图四。三角形

三相正弦电路分析

第4章 三相正弦电路分析 学习要点 掌握三相电路中电源及负载的联接方法 掌握相电压与线电压、相电流与线电流在对称三相电路中的相互关系 掌握对称三相电路电压、电流和功率计算 掌握不对称三相四线制电路中中线的作用 了解安全用电的常识和重要性 了解接零、接地保护的作用和使用条件 了解静电保护和电气防火、防爆的常识 三相正弦电路分析 4.1 三相正弦交流电源 4.2 三相电路中负载的联接 4.3 安全用电 4.1 三相正弦交流电源 由3个频率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦电压源所构成的电源称为三相电源。由三相电源供电的电路称为三相电路。 4.1.1 三相交流电的产生 三相电源由三相交流发电机产生的。在三相交流发电机中有3个相同的绕组。3个绕阻的首端分别用A 、B 、C 表示，末端分别用X 、Y 、Z 表示。这3个绕组分别称为A 相、B 相、C 相，所产生的三相电压分别为： 对称三相电源：三个电压← 同幅值↑ 同频率 →相位互差120? 任一瞬间对称三相电源3个电压瞬时值之和或相量之和为零。 三个电压达最大值的先后次序叫相序，图示相序为A →B →C 。 A B C sin sin(120)sin(120)p p p u t u t u t ωωω==-?=+?A B C 0120120p p p U U U U U U =∠?=∠-?=∠? C B U (b) 相量图A B C 0u u u ++=A B C 0U U U ++=

4.1.2 三相电源的联接 星形连接：3个末端连接在一起引出中线，由3个首端引出3条火线。 每个电源的电压称为相电压 火线间电压称为线电压。 由相量图可得：l p U = 可见，三个线电压幅值相同，频率相同，相位相差120?。 三角形连接：将三相绕组的首、末端依次相连，从3个点引出3条火线。 l p U U = 注：此种接法如一相接反，将造成严重后果。 BC U CA U AB U AB A B BC B C CA C A U U U U U U U U U =-=-=- A N B C B U V 1503303V 903303V 303303C CA B BC A AB ?∠=?∠=?-∠=?∠=?∠=?∠=p p p U U U U U U U U U B U A B C

第1版教案三相正弦交流电路

99 第十章 三相正弦交流电路 第一节 三相交流电源 一、三相交流电动势的产生 1．对称三相电动势 振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差120?的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为 第一相(U 相)电动势： e 1=E m sin(ω t ) 1．了解三相交流电源的产生和特点。 2．握三相四线制电源的线电压和相电压的关系。 1. 3．掌握对称三相负载Y 形连接和 ? 连接时，负载线 电压和相电压、线电流和相电流的关系。 4．掌握对称三相功率的计算方法。 1．掌握三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的相位关系。 2．熟练分析与计算三相电路电压、电流、功率等。

第二相(V相)电动势：e2 = E m sin(ωt- 120?) 第三相(W相)电动势：e3 = E m sin(ωt+ 120?) 显然，有e1 +e2+e3 = 0。波形图与相量图如图10-1所示。 2．相序 三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序叫做相序。e1比e2超前120?，e2比e3超前120?，而e3又比e1超前120?，称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比e3超前120?，e3比e2超前120?，e2比e1超前120?，称这种相序为负相序或逆相序。 相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够安全可靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色标出U相，用绿色标出V相，用红色标出W相。 二、三相电源的连接 三相电源有星形(亦称Y形)接法和三角形(亦称?形)接法两种。 1．三相电源的星形(Y形)接法 将三相发电机三相绕组的末端U2、V2、W2(相尾)连接在一点，始端U1、V1、W1(相头)分别与负载相连，这种连接方法叫做星形(Y形)连接。如图10-2所示。 从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线叫作端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做线电压。Y形公共联结点N叫作中点，从中点引出的导线叫做中线或零线。由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低压配电中采用)。 每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中线之间的电压)叫做相电压，它们的瞬时值用u1、u2、u3来表示，显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为图10-2 三相绕组的星形接法图10-3 相电压与线电压的相量图 图10-1 对称三相电动势波形图与相量图 100

正弦稳态电路的分析

第九章正弦稳态电路的分析 一、教学基本要求 1、掌握阻抗的串、并联及相量图的画法； 2、了解正弦电流电路的瞬时功率、有功功率、无功功率、功率因数、复功率 的概念及表达形式； 3、熟练掌握正弦电流电路的稳态分析法； 4、了解正弦电流电路的串、并联谐振的概念，参数选定及应用情况； 5、掌握最大功率传输的概念及在不同情况下的最大传输条件； 二、教学重点与难点 1. 教学重点： (1).复阻抗、复导纳的概念以及它们之间的等效变换 (2). 正弦稳态电路的分析 (3). 正弦稳态电路中的平均功率、无功功率、视在功率、 复功率、功率因数的概念及计算 (4). 最大功率传输。 (5).串、并联谐振的概念 2．教学难点：(1).复阻抗和复导纳的概念以及它们之间的等效变换。 (2).直流电路的分析方法及定理在正弦稳态电路分析中的应 用。 (3).正弦稳态电路中的功率与能量关系，如平均功率、无功 功率、视在功率、复功率、功率因数的概念及计算。 (4).应用相量图分析电路的方法。 (5).谐振的概念。 三、本章与其它章节的联系： 本章内容以直流电路的分析和第八章阐述的相量法为基础，正弦稳态电路的分析方法在第10、11、12章节中都要用到。 四、学时安排总学时：10

五、教学内容

§9－1 阻抗和导纳 阻抗和导纳的概念以及对它们的运算和等效变换是线性电路正弦稳态分析中的重要内容。 1. 阻抗 1）阻抗的定义 图9.1所示的无源线性一端口网络，当它在角频率为的正弦电源激励下处于稳定状态时，端口的电压相量和电流相量的比值定义为该一端口的阻抗 Z 。即 单位：Ω 上式称为复数形式的欧姆定律，其中称为阻抗模，称为 阻抗角。由于 Z 为复数，也称为复阻抗，这样图 9.1 所示的无源一端口网络可以用图 9.2 所示的等效电路表示，所以 Z 也称为一端口网络的等效阻抗或输入阻抗。 图 9.1 无源线性一端口网络图 9.2 等效电路 2）单个元件的阻抗 当无源网络内为单个元件时，等效阻抗分别为： a 电阻 b 电容 c 电感 图 9.3 单个元件的网络 a图 b图 c图 说明 Z 可以是纯实数，也可以是纯虚数。 3） RLC 串联电路的阻抗

电路 第9章习题2 正弦稳态电路的分析

9-001、 已知图示正弦电路中，电压表的读数为V 1 ：6V ；V 2 ：2V ； U S =10V 。求: (1)、图中电压表V 3、V 4的读数； (2)、若A I 1.0=，求电路的等效复阻抗； （3）、该电路呈何性质？ 答案 （1）V U U U 32.62 2 214=+= V 4的读数为 6.32V ； 2322 1)(U U U U S -+= 64)(212 232=-=-U U U U s 832±=-U U 取 V U 10823=+=,所以V 3的读数为10 V 。 (2)、A I 1.0=，电路的等效复阻抗: Ω===1001 .010I U Z ?-=-=-=1.536 8 arctan arctan 132U U U ? Ω-=?-+?=)8060()1.53sin(1.53cos 100j j Z （3）、由于复阻抗虚部为负值，故该电路呈电容性。 9-002、 答案 V 1 - R V 3 L u s V 2 + C V 4

9-003、 求图示电路的等效阻抗，已知ω＝ 105 rad/s 。 例 9 — 3 图解：感抗和容抗为： 所以电路的等效阻抗为 9-004、 例9-4图示电路对外呈现感性还是容性？ 例 9 — 4 图

解： 图示电路的等效阻抗为： 所以 电路对外呈现容性。 9-005、3-9日光灯电源电压为V 220，频率为Hz 50，灯管相当于Ω300的电阻，与灯管串联的镇流器（电阻忽略不计）的感抗为Ω500，试求灯管两端电压与工作电流的有效值。 解：电路的总阻抗为 Ω≈+=58350030022Z 此时电路中流过的电流： A Z U I 377.0583 220=== 灯管两端电压为： V RI U R 113377.0300=?== 9-006、5、 与上题类似 今有一个40W 的日光灯，使用时灯管与镇流器(可近似把镇流器看作纯电感)串联在电压为220V ，频率为50Hz 的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于110V ，试求镇流器上的感抗和电感。这时电路的功率因数等于多少？ 解：∵P =40W U R =110(V) ω=314rad/s ∴36.0110 40=== =R L R U P I I (A) ∵U U U L R 2 22+= ∴5.1901102202222=-= -=U U U R L (V) ∴529 36.05.190=== I U X L L L (Ω) 69.1314 529 ===ωX L L (H) 这时电路的功率因数为： 5.0220 110 cos cos ===U U R ?

第九章 正弦稳态电路的分析

第九章正弦稳态电路的分析 例9-1电路如图(a)所示，已知：R=15Ω,L=0.3mH, C=0.2mF, 求i ,u R ,u L ,u C。 （a）（b）（c）解：电路的相量模型如图（b）所示，其中： 因此总阻抗为 总电流为 电感电压为 电阻电压为 电容电压为 相量图如图（c）所示，各量的瞬时式为：

注意 :U L=8.42＞U=5，说明正弦电路中分电压的有效值有可能大于总电压的有效值。例9-2RL 串联电路如图（a）所示，求在ω＝106rad/s 时的等效并联电路图（b）。 （ a ）（ b ） 解：RL 串联电路的阻抗为： 导纳为： 得等效并联电路的参数 例9-3求图示电路的等效阻抗，已知ω＝ 105 rad/s 。 例 9 — 3 图 解：感抗和容抗为： 所以电路的等效阻抗为 例9-4图示电路对外呈现感性还是容性？

解：设 输出电压 输出电压和输入电压的比值例 9 — 5 图 因为 当，上式比值为实数，则u1和u0同相位，此时有 例9-6求图 (a) 电路中各支路的电流。已知电路参数为: 例 9 — 6 图（ a ）（ b ） 解：电路的相量模型如图（b）所示。

设 则 各支路电流为 例9-7列写图（a）电路的回路电流方程和节点电压方程 例 9 — 7 图（a）解：选取回路电流方向如图（b）所示，回路电流方程为: 回路 1 回路 2 回路 3 回路 4 （ b ）（ c ）结点选取如图（c）所示，则结点电位方程为:

结点 1 结点 2 结点 3 例9-8求图（a）电路中的电流已知： 例 9 — 8 图（a）（b）解：方法一：应用电源等效变换方法得等效电路如图（b）所示，其中 方法二：应用戴维南等效变换 图（ c ）（ d ） 求开路电压：由图（c）得 求等效电阻：把图（c）中的电流源断开得 等效电路如图（d）所示，因此电流 例9-9求图（a）所示电路的戴维南等效电路。