交流电 交流电路:电路中电压U(t) 和电流i(t)都将随时间作周期性变化。 应用：电力工程，无线电电子技术，电磁测量 简谐交流电：正弦、余弦形式 锯齿波：示波器扫描 方波：计算机用 尖脉冲：光通信 调幅波：广播电台 MW， SW 调频波：电视台

付里叶分解：任何非简谐波可以分解成一系列不同频率的简谐分量。 T为周期

不同频率的简谐成份在线性电路中彼此独立，互不干扰。 简谐量 交变电动势 交变电压 交变电流 频率、峰值、位相

频率：单位时间内交流电作周期性次数。 峰值：瞬时值随时间变化的幅度 位相：决定瞬时变化状态 初位相：初始时刻的位相 有效值定义：交流电通过电阻时产生的焦耳热与数值多大的直流电相当。 万用表测交流电压、电流：有效值 220V 峰值：311V 位相差：步调不一致

似稳条件 电荷守恒 稳恒条件 节点电流方程 电压方程 交流电路中：电流、电压时刻变化 变化电场 变化电流 涡旋电场 似稳电路 P1： r1 场源 r2 电荷积累 变化电流 涡旋电场 似稳电路

交流电路中的元件 电阻、电容、电感 阻阬： 电阻 电感 电容

纯电阻： 阻抗： 位相差： 纯电感： 感抗： 通低频，阻高频 通直流，阻交流 位相差： 纯电容： 容抗： 位相差： 通高频，阻低频 通交流 阻直流

赶牛后 感流后

电阻、电感、电容元件的性质比较 元件名称 阻阬 位相差 电阻R R 电感L ωL π/2 电容C 1/ωC -π/2

交流电的分析方法 同频简谐量的叠加： 合振动的振幅不等于两个分振动的振幅和

交流电的矢量分析方法 电阻两端电压、电流

电感两端电压、电流 位相：电压超前电流π/2

电容两端电压、电流 位相：电压滞后电流π/2

RLC串联电路

RLC串联电路

RLC串联电路

RLC串联电路

RLC串联电路

讨论： 串联阻抗不等于分立元件阻抗和 位相差 感性 容性 纯电阻性

讨论： 串联共振 特征： 品质因数： 电压共振

讨论： 共振时电感、电容两端电压比电源电动势增大的倍数 谐振电路中储存能量和每个周期消耗能量之比的2π倍 Q值意义 Q值越大，电路选择性越好

并联谐振电路 Z极大，I极小 谐振条件

交流电路的复数解法 交流电动势 复数振幅 交流电压 交流电流

阻抗 欧姆定律 电阻R的复阻抗 电感L的复阻抗 电容C的复阻抗

串联电路 并联电路 节点定律 回路定律

串联RLC电路 并联RLC电路

串并联电路阻抗 Z tanPHI

交流电路电功率 瞬时功率 可正，可负 平均功率

纯电阻元件： 纯电感元件： 纯电容元件： 功率因数： 国家标准：

视在功率和无功功率 有功功率 无功功率 视在功率 无功功率 视在功率 有功功率

电阻 电抗 平均功率 有功电阻 无功功率 无功电抗 纯电阻 纯电感 纯电容

例题:已知U1=60V,U2=100V,U=120V, R=20,求抗流圈所消耗的功率和抗流圈的等效串联电阻 矢量图解： 与一般的矢量图画法不同，设抗流圈上的电压U2与电流（总电流）的相位差为，画出电压三角形 用余弦定理求出功率因数

I越小，输电线上的电能损失越小，因为无功电流对传输能量无贡献 提高功率因数的意义 提高功率因数可充分发挥电器设备潜力 例： 一台发电机装机容量为S＝15000千伏安 提高功率因数可减少输电耗能 I越小，输电线上的电能损失越小，因为无功电流对传输能量无贡献 一定 越大

提高功率因数的方法 日光灯附有镇流器，为L、R串联电路，一般cos ＝0.4，如何提高cos ？ 只要并联适当的电容C，使电路的cos＝1,这样做，可以使日光灯外部输电线和电源中的电流没有无功分量 例：改日光灯（40瓦） cos ＝0.9，要并联多大的电容？ 已知电压U=220伏，f=50Hz 电容不消耗有功功率，所以并联电容后，总功率不变，电压不变

思考题：为什么不用串联一个电容来提高功率因数？ 电子镇流器工作原理？优点？

变压器 原理：电磁感应 原线圈 N1 副线圈 N2 无铜损 无铁损 电能转换效率：100% 理想变压器： 无漏磁 感抗无穷大

磁芯任意截面有磁通量，是自感和互感磁通总和 变比公式： C A B D 磁芯任意截面有磁通量，是自感和互感磁通总和 端电压等于内部电动势的负值

C A B D 端电压等于内部电动势的负值 理想变压器的变压比公式 负值表示U2与U1位相差π

K1，K2断开，S微红 空载电流I0不为0 K1通，S1亮，S较亮 K1，K2通，S1，S2亮，S更亮 励磁电流 有负载时 C A D B

C S A S1 S2 K1 K2 B D 变阻比 功率比

变压器的应用 电力变压器 电源变压器 耦合变压器：无线电 调压变压器（自耦变压器）

磁悬浮列车 新干线： 300 km/h 高铁：350km/h 火车与铁轨磨擦 限制最高时速 磁悬浮列车：MagLev 火车与铁轨磨擦 限制最高时速 磁悬浮列车：MagLev 即 Magnetically Levitated train

我们无法使一块磁铁稳定悬浮在另一块磁铁上 恩绍定理(Earnshaw’s theorem) 1842年数学证明：若单靠宏观的静态古典电磁力，稳定的磁悬浮是不可能实现的。这是因为在物件上所承受的各种合力，包括了引力、静电场及静磁场会使物件变得很不稳定。 一个由平方反比律支配着的质点相互作用体系,所有质点都不能够实现静力学平衡. 磁介质在磁场中受力正比于B的梯度的平方 例外　：抗磁性 B＝16T

德国的Transrapid 系统 利用「电磁力悬浮法」(EMS) 把火车浮起

日本的「电动力悬浮法」(EDS)

日本的「电动力悬浮法」(EDS) 火車静止的時候，便不能浮起

磁浮火车是怎样被推动的？