第七章单相交流电路案例.ppt

《电工技术》第七章 单相交流电路 7-4 电阻、电感和电容串联电路 （a）电路图 （b）相量图 图7-4-1 R-L-C串联电路 一、电压与电流的关系 设 则 相量图 电压三角形 1. 负载的阻抗 定义 负载两端的电压有效值与流过负载的电流有效值之比，称为负载的阻抗，单位是欧姆（?）。 作用 阻抗表示电路的负载对电流产生的阻碍作用的大小。 公式 X＝XL－XC，称电路的“电抗”，单位为欧姆（?）。 在电感和电容串联的电路中，感抗和容抗的作用是互相抵消的，它们的差值就叫“电抗”。 由 得 特点 R-L-C 串联负载的阻抗，综合了电路的电阻、电感和电容对交流电流的阻碍作用。其大小只决定于电路负载的参数（R、L、C）和电源的频率f，而与电压及电流的大小无关。 阻抗三角形 Z＝ 表明： Z、R、X三者在数量关系上 组成了阻抗三角形 。 总电压和电流的相位差? 可由电压三角形或 阻抗三角形计算出来，角? 也称为“阻抗角”。 ?= 2. 电压与电流的数量关系 由 得 U＝IZ UR＝IR，UL＝IXL，UC＝IXC 3. 电流与电压的相位关系 （1）电路呈感性： 当XL XC，电路呈感性，电路中总电压超前电流? 角，其相量图如图7-4-3（a）所示。 （2）电路呈容性： 当XL XC ，电路呈容性，电路中总电压滞后电流? 角，其相量图如图7-4-3（b）所示。 （3）电路呈阻性： 当XL ＝ XC ，电路呈阻性，电路中总电压与电流同相，其相量图如图7-4-3（c）所示。 （a）呈感性 （b）呈容性 （c）呈阻性 图7-4-3 R-L-C串联电路的性质 二、R-L-C串联电路的功率 R-L-C 串联电路中，由于既有储能元件（电感和电容），又有耗能元件（电阻），所以既有有功功率，又有无功功率。 1. 有功功率 有功功率是电阻上消耗的功率 由电压三角形得 UR＝Ucos? 电压三角形 2. 无功功率 整个电路的无功功率为： Q＝QL－QC＝(UL－UC)I＝UIsin? 由电压三角形知 UL－UC＝Usin? 3. 视在功率 电路中总电压有效值U与电流有效值I的乘积，叫作视在功率，用符号S表示，单位V·A或kV·A。 即 S＝UI 视在功率表示电源向负载提供的总功率，即表示交流电源的容量大小。 由P、Q、S可构成功率三角 形，在功率三角形中，有 S＝ 功率三角形 4. 功率因数 为了反映电源利用率，我们把有功功率与视在功率的比值称