资源描述
,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高等教育,出版社,Higher Education Press,电工技术基础与技能演示文稿,8 正弦交流电路,8,正弦交流电路,教学重点,1掌握电阻、电感、电容元件的交流特性。,2掌握,RLC,串联电路与并联电路的分析计算方法，理解阻抗与阻抗角的物理意义。,3理解交流电路中有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数的概念。,教学难点,1熟练掌握分析、计算交流电路电压、电流、阻抗、阻抗角、功率等方法。,8正弦交流电路,纯电阻电路,纯电感电路,纯电容电路,电阻、电感、电容的串联电路,交流电路的功率,单元小结,纯电阻电路,一、电压、电流的瞬时值关系,二、电压、电流的有效值关系,三、相位关系,只含有电阻元件的交流电路称为,纯电阻电路,，如含有白炽灯、电炉、电烙铁等的电路。,一、电压、电流的瞬时值关系,电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。设加在电阻,R,上的正弦交流电压瞬时值,u,=,U,m,sin(,t,),，则通过该电阻的电流瞬时值,其中,是正弦交流电流的最大值。这说明，正弦交流电压和电流的最大值之间满足欧姆定律。,二、电压、电流的有效值关系,电压、电流的有效值关系又称为大小关系。,由于纯电阻电路中正弦交流电压和电流的最大值之间满足欧姆定律，因此把等式两边同时除以 ，即得到有效值关系，即,这说明，正弦交流电压和电流的有效值之间也满足欧姆定律。,三、相位关系,电阻两端的电压,u,与通过它的电流,i,同相，其波形图和矢量图如图,8-1,所示。,图 8-1电阻两端的电压,u,与电流,i,的波形图和矢量图,【例,8-1,】在纯电阻电路中，已知电阻,R,= 44,，交流电压,u,= 311sin(314,t,+ 30,) V,，求通过该电阻的电流大小，并写出电流的解析式。,解：解析式 sin(314,t,+ 30,) A，大小,(有效值),为,纯电感电路,一、电感对交流电的阻碍作用,二、电感电流与电压的关系,1,感抗的概念,反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数称为,感抗,。,一、电感对交流电的阻碍作用,纯电感电路中通过正弦交流电流的时候，所呈现的感抗,X,L,=,L,=2,fL,式中，自感系数,L,的国际单位制单位是H,(,亨,),，常用的单位还有mH,(,毫亨,),、,H,(,微亨,),、 nH,(,纳亨,),等，它们与H 的换算关系为,1 mH = 10,3,H，1,H = 10,6,H ，1 nH = 10,9,H。,如果线圈中不含有导磁介质，则称为空心电感或,线性电感,，线性电感,L,在电路中是一常数，与外加电压或通电电流无关。,如果线圈中含有导磁介质时，则电感,L,将不是常数，而是与外加电压或通电电流有关的量，这样的电感称为,非线性电感,，例如铁心电感。,3,线圈在电路中的作用,用于“,通直流、阻交流,”的电感线圈称为,低频扼流圈,，用于“,通低频、阻高频,”的电感线圈称为,高频扼流圈,。,显然，感抗与电阻的单位相同，都是,(,欧,),。,1,电感电流与电压的大小关系,电感电流与电压的大小关系,二、电感电流与电压的关系,2,电感电流与电压的相位关系,电感电压比电流超前90,(,或,/2,),，即电感电流,比电压滞后 90,，如图 8-2 所示。,图,8-2,电感电压与电流的波形图与矢量图,解：,(,1,),电路中的感抗,X,L,=,L,= 314,0.08, ,25,(,2,),(,3,),电感电流,i,L,比电压,u,L,滞后 90，则,【例8-2】 已知一电感,L,= 80 mH，外加电压,u,L,= 50 sin,(,314,t,65,),V。试求：,(,1,),感抗,X,L,；,(,2,),电感中的电流,I,L,；,(,3,),电流瞬时值,i,L,。,纯电容电路,一、电容对交流电的阻碍作用,二、电流与电压的关系,一、电容对交流电的阻碍作用,1,容抗的概念,反映电容对交流电流阻碍作用程度的参数称为,容抗,。容抗按下式计算,容抗和电阻、电感的单位一样，也是,(,欧,),。,2,电容在电路中的作用,在电路中，用于“,通交流、隔直流,”的电容器称为,隔直电容器,；用于“,通高频、阻低频,”将高频电流成分滤除的电容器称为,高频,旁路电容器,。,1,电容电流与电压的大小关系,电容电流与电压的大小关系为,二、电流与电压的关系,2,.,电容电流与电压的相位关系,电容电流比电压超前,90,(,或,/2,),，即电容电压比电流滞后,90,，如图,8-3,所示。,图,8-3,电容电压与电流的波形图与矢量图,解：,(,1,),(,2,),(,3,),电容电流比电压超前,90,，则,【例8-3】已知一电容,C,= 127,F，外加正弦交流电压,。试求：,(,1,),容抗,X,C,；,(,2,),电流大小,I,C,；,(,3,),电流瞬时值。,电阻、电感、电容的串联电路,一、,RLC,串联电路的电压关系,二、,RLC,串联电路的阻抗,三、,RLC,串联电路的性质,四、,RL,串联电路与,RC,串联电路,一、,RLC,串联电路的电压关系,由电阻、电感、电容相串联构成的电路称为,RLC,串联电路。,图,8-4,RLC,串联电路,设电路中电流为,i,=,I,m,sin,(,t,),，则根据,R,、,L,、,C,的基本特性可得各元件的两端电压：,u,R,=,RI,m,sin,(,t,),，,u,L,=,X,L,I,m,sin,(,t,90,),，,u,C,=,X,C,I,m,sin,(,t,90,),根据基尔霍夫电压定律,(KVL),，在任一时刻总电压,u,的瞬时值,u,=,u,R,u,L,u,C,作出矢量图，如图,8-5,所示，并得到各电压之间的大小关系为,上式又称为,电压三角形关系式,。,图,8-5,RLC,串联电路的矢量图,由于,U,R,=,RI,，,U,L,=,X,L,I,，,U,C,=,X,C,I,，可得,令,上式称为阻抗三角形关系式，|,Z,|,称为,RLC,串联电路的,阻抗,，其中,X,=,X,L,X,C,称为,电抗,。阻抗和电抗的单位均是,(,欧,),。,二、,RLC,串联电路的阻抗,阻抗三角形的关系如图,8-6,所示。,由矢量图可以看出总电压与电流的相位差,上式中,称为,阻抗角,。,图,8-6,RLC,串联电路的,阻抗三角形,根据,总电压与电流的相位差,(,即,阻抗角,),为正、负、零三种情况，将电路分为三种性质。,1. 感性电路：,当,X, 0,时，即,X,L,X,C,，, 0,，电压,u,比电流,i,超前,，称电路呈,感性,；,2. 容性电路：,当,X, 0,时，即,X,L,X,C,，, 0,时，,Q, 0,，电路呈感性；当, 0,时，,Q,2,，,1,2,，,1,2,。,
展开阅读全文