电路与电子技术设计2.1.1课件.

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1、项目二日光灯电路及功率因数项目二日光灯电路及功率因数的提高的提高 学习任务1 单相交流电路的分析任务描述 给出一单相交流电路（如家庭中的日光灯电路），分析给出一单相交流电路（如家庭中的日光灯电路），分析电路中电压与电流间关系以及功率因数的提高方法，从而掌握电路中电压与电流间关系以及功率因数的提高方法，从而掌握描述正弦交流电路特性的各物理量。描述正弦交流电路特性的各物理量。（a)电路模型电路模型（b）相量模型）相量模型I2RRLXj1R镇流器镇流器LURUC。S日光灯管日光灯管启辉器。W。ASHz50V220镇流器镇流器任务目标 职业技能目标职业技能目标： 会进行白炽灯照明电路、电感式镇流器日光

2、灯电路的安装、检测与维修。 职业知识目标：职业知识目标： 了解正弦交流电的产生；理解正弦交流电的特征；掌握正弦交流电的表示方法；掌握电容、电感等常用元件的交流特性；掌握简单交流电路的分析方法；熟悉有关电气符号；掌握电气原理图的读识方法，了解安装接线图的基本知识。 情感目标情感目标： 1.提高专业意识，培养良好的职业道德和职业习惯。 2.养成爱护工具和规范使用工具的良好习惯。 3.养成爱护机器以及规范使用实验室的良好习惯。 知识准备知识准备知识链接一：电源部分知识链接一：电源部分知识链接二：负载部分知识链接二：负载部分知识链接三：提高功率因数的方法任务任务1 正弦交流电的基础知识正弦交流电的基础

3、知识 案例案例我们最熟悉和最常用的家用电器采用是都是交流电，如电视、我们最熟悉和最常用的家用电器采用是都是交流电，如电视、电脑、照明灯、冰箱、空调等家用电器。即便是像收音机、复读机等采电脑、照明灯、冰箱、空调等家用电器。即便是像收音机、复读机等采用直流电源的家用电器也是通过稳压电源将交流电转变为直流电后使用。用直流电源的家用电器也是通过稳压电源将交流电转变为直流电后使用。这些电器设备的电路模型在交流电路中的规律与直流电路中的规律是不这些电器设备的电路模型在交流电路中的规律与直流电路中的规律是不一样的，因此分析交流电路的特征及相应电路模型的交流响应是我们的一样的，因此分析交流电路的特征及相应电路

4、模型的交流响应是我们的重要任务。重要任务。活动活动1 交流电的基本概念交流电的基本概念交流电与直流电的区别在于：直流电的方向、大小不随时间变化；而交流电与直流电的区别在于：直流电的方向、大小不随时间变化；而交流电的方向、大小都随时间作周期性的变化，并且在一周期内的平交流电的方向、大小都随时间作周期性的变化，并且在一周期内的平均值为零。图均值为零。图2.1所示为直流电和交流电的电波波形。所示为直流电和交流电的电波波形。随时间按正弦函数规律变化的电动势、电压和电流等，都统称为随时间按正弦函数规律变化的电动势、电压和电流等，都统称为正正弦量弦量。 知识链接一：电源部分知识链接一：电源部分图2-1 直

5、流电和交流电的电波波形图以电流为例介绍正弦量的基本特征。依据正弦量的概念，设某支路中正弦以电流为例介绍正弦量的基本特征。依据正弦量的概念，设某支路中正弦电流电流i在选定参考方向下的瞬时值表达式为在选定参考方向下的瞬时值表达式为)sin(mtIi1瞬时值、最大值（振幅值）和有效值瞬时值、最大值（振幅值）和有效值 把任意时刻正弦交流电的数值称为瞬时值，用小写字母表示，如把任意时刻正弦交流电的数值称为瞬时值，用小写字母表示，如i、u及及e表示电流、电压及电动势的瞬时值。瞬时值有正、有负，也可表示电流、电压及电动势的瞬时值。瞬时值有正、有负，也可能为零。能为零。 最大的瞬时值称为最大值（也叫幅值、峰值

6、）。用带下标的小写最大的瞬时值称为最大值（也叫幅值、峰值）。用带下标的小写字母表示。如字母表示。如Im、Um及及Em分别表示电流、电压及电动势的最大值。分别表示电流、电压及电动势的最大值。 正弦量的有效值：正弦量的有效值： 2mII 2mUU 2mEE 例例1 已知某交流电压为已知某交流电压为220V，这个交流电压的最大值和有效值分别为多，这个交流电压的最大值和有效值分别为多少？少？解：最大值 有效值 V1 .311V2220mUV220V222202mUU活动活动2描述正弦交流电特征的物理量描述正弦交流电特征的物理量2频率与周期频率与周期正弦量变化一周所需的时间（秒）称为周期正弦量变化一周所

7、需的时间（秒）称为周期T，如图，如图2-2所示。每秒内变化所示。每秒内变化的次数称为频率的次数称为频率f，它的单位是赫兹（，它的单位是赫兹（Hz）。）。 图2-2 正弦电流波形图频率是周期的倒数，即频率是周期的倒数，即Tf1在我国和大多数国家都采用在我国和大多数国家都采用50Hz作作为电力标准频率，习惯上称为工频。为电力标准频率，习惯上称为工频。 角频率是指交流电在角频率是指交流电在1秒钟内变化的角弧度。秒钟内变化的角弧度。若交流电若交流电1秒钟内变化了秒钟内变化了f次，则可得角频率次，则可得角频率与频率的关系式为与频率的关系式为Tf22活动活动2描述正弦交流电特征的物理量描述正弦交流电特征的

8、物理量活动活动2 描述描述 正弦交流电特征的物理量正弦交流电特征的物理量解： V311mUrad/s314Hz50Hz14. 323142fs02. 0s5011fT例例3 已知某正弦交流电压为已知某正弦交流电压为 ，求该电压的最大值、，求该电压的最大值、频率、角频率和周期各为多少？频率、角频率和周期各为多少？ V314sin311tu 3相位和初相相位和初相 称为正弦量的相位角或相位，它反映出正弦量变化的进程。称为正弦量的相位角或相位，它反映出正弦量变化的进程。t=0时的相位角称为初相位角或初相位。时的相位角称为初相位角或初相位。规定初相的绝对值不能超过规定初相的绝对值不能超过。 )(t如图

9、如图2-3所示，图中所示，图中u和和i的波形可用下式表示的波形可用下式表示)sin(umtUu)sin(imtIi频率、幅值和初相位就称为确定正弦量的频率、幅值和初相位就称为确定正弦量的三要素三要素。图2-3 u和i的相位不相等两个同频率正弦量的相位角之两个同频率正弦量的相位角之差或初相位角之差，称为差或初相位角之差，称为相位相位差差，用，用 表示。表示。图图2-3中电压中电压u和电流和电流i的相位差的相位差为为iuiu)()(ttui ，则，则u较较i先到达正的幅值。先到达正的幅值。在相位上在相位上u比比i超前超前 角，或者说角，或者说i比比u滞后滞后 角。角。初相相等的两个正弦量，它们的相