電工基礎(chǔ)課件周紹敏非正弦交流電第一頁，共十九頁，2022年，8月28日第十二章非正弦周期電路

教學(xué)重點(diǎn)

1．非正弦周期電流的是怎樣產(chǎn)生的。

2．一個(gè)非正弦周期量可以分解為其多次諧波的代數(shù)形式。

3．非正弦周期電流、電壓的有效值和平均功率的計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)諧波分量法表示非正弦信號。第二頁，共十九頁，2022年，8月28日序號內(nèi)容學(xué)時(shí)1第一節(jié)非正弦周期量的產(chǎn)生12第二節(jié)非正弦周期量的諧波分析13第三節(jié)非正弦周期量的有效值和平均功率14本章小結(jié)15本章總學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)分配第三頁，共十九頁，2022年，8月28日第十二章非正弦周期電路第一節(jié)非正弦周期量的產(chǎn)生第二節(jié)非正弦周期量的諧波分析第三節(jié)非正弦周期量的有效值和平均功率本章小結(jié)第四頁，共十九頁，2022年，8月28日第一節(jié)非正弦周期量的產(chǎn)生不按正弦規(guī)律做周期性變化的電流或電壓，稱為非正弦周期電流或電壓。圖12-1就是幾種非正弦周期電流。圖

12-1

幾種常見的非正弦交流電

第五頁，共十九頁，2022年，8月28日非正弦周期電流產(chǎn)生的原因很多，通常有以下三種情況:

1．采用非正弦交流電源。如方波發(fā)生器，鋸齒波發(fā)生器等脈沖信號源，輸出的電壓就是非正弦周期電壓。

2．同電路中有不同頻率的電源共同作用。第六頁，共十九頁，2022年，8月28日

3．電路中存在非線性元件。如圖12-2所示的二極管整流電路就是這樣。在通信技術(shù)中，由語音、音樂、圖像等轉(zhuǎn)換來的信號，自動控制及電子計(jì)算中大量使用的脈沖信號，都是非正弦信號。圖12-2二極管整流電路第七頁，共十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)非正弦周期量的諧波分析一、非正弦波的合成二、非正弦波的分解第八頁，共十九頁，2022年，8月28日一、非正弦波的合成一個(gè)非正弦波的周期信號，可以看作是由一些不同頻率的正弦波信號疊加的結(jié)果，這一個(gè)過程稱為諧波分析。將兩個(gè)音頻信號發(fā)生器串聯(lián)，如圖12-3(a)

所示e1的頻率調(diào)到100Hz，e2的頻率調(diào)到300Hz，則e1

和e2合成后的波形如圖12-3(b)

所示。圖

12-3

兩個(gè)正弦波的合成

第九頁，共十九頁，2022年，8月28日二、非正弦波的分解由上可知，兩個(gè)頻率不同的正弦波可以合成一個(gè)非正弦波。反之，一個(gè)非正弦波也可分解成幾個(gè)不同頻率的正弦波。由圖12-3(b)

可見e=e1+e2=E1msin(t)+E2msin(3t)

e1和e2叫做非周期信號的諧波分量。

e1的頻率與非正弦波的頻率相同，稱為非正弦波的基波或一次諧波；e2的頻率為基波的三倍，稱為三次諧波。諧波分量的頻率是基波的幾倍，就稱它為幾次諧波。非正弦波含有的直流分量，可以看作是頻率為零的正弦波叫零次諧波。第十頁，共十九頁，2022年，8月28日

——基波（交流分量）——二次諧波(交流分量)——k次諧波(交流分量)諧波分析就是對一個(gè)已知的波形信號，求出它所包含的多次諧波分量，并用諧波分量的形式表示。式中A0——零次諧波(直流分量)非正弦波用諧波分量表示的一般形式為：第十一頁，共十九頁，2022年，8月28日以下給出了幾個(gè)簡單的非正弦波的諧波分量的表示式。第十二頁，共十九頁，2022年，8月28日第十三頁，共十九頁，2022年，8月28日第三節(jié)非正弦周期量的有

效值和平均功率一、有效值二、平均功率第十四頁，共十九頁，2022年，8月28日一、有效值經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出它們的有效值計(jì)算公式為：非正弦周期信號的有效值定義與正弦波周期信號一樣。如果一個(gè)非正弦周期電流流經(jīng)電阻R時(shí)，電阻上產(chǎn)生的熱量和一個(gè)直流電流I流經(jīng)同一電阻R時(shí)，在同樣時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相同，這個(gè)直流電流的數(shù)值I，叫做該非正弦周期電流的有效值。設(shè)第十五頁，共十九頁，2022年，8月28日二、平均功率可見，非正弦周期電路的平均功率為各次諧波平均功率之和。在這里所指的平均功率只適用于同頻率的非正弦電壓和電流，電路消耗的平均功率為

【例】某一非正弦電壓為電流為求平均功率和電壓、電流的有效值。第十六頁，共十九頁，2022年，8月28日解：平均功率電壓、電流的有效值第十七頁，共十九頁，2022年，8月28日本章小結(jié)一、不按正弦規(guī)律變化的電流、電壓、電動勢，統(tǒng)稱為非正弦交流電。使用非正弦交流電源，同電路中有不同頻率的電源共同作用或電路中存在非線性元件都能產(chǎn)生非正弦信號。二