第正弦交流电路.ppt

《电工与电子技术》 ———— 电子教案 瞬时功率在一个周期内的平均值 大写 (2) 平均功率(有功功率)P 单位:瓦（W） P R u + _ p p ωt O 注意：通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。 基本关系式： ① 频率相同 ② U =I? L 相位差 1. 电压与电流的关系 2.3.2 电感元件的交流电路 设： + - eL + - L 或 则: 感抗(Ω) ? 电感L具有通直阻交的作用 直流： f = 0, XL =0，电感L视为短路 定义： 有效值: 交流：f XL 感抗XL是频率的函数 电感电路复数形式的欧姆定律 相量图 超前 根据： 则： O 2. 功率关系 (1) 瞬时功率 (2) 平均功率 L是非耗能元件 储能 p 0 + p 0 分析： 瞬时功率 ： u i + - u i + - u i + - u i + - + p 0 p 0 放能 储能 放能 ? 电感L是储能元件。 i u o p o 结论： 纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。 可逆的能量 转换过程 用以衡量电感电路中能量交换的规模。用瞬时功率达到的最大值表征，即 单位：var (3) 无功功率 Q 瞬时功率 ： 例1: 把一个0.1H的电感接到 f=50Hz, U=10V的正弦电源上，求I，如保持U不变，而电源 f = 5000Hz, 这时I为多少？ 解： (1) 当 f = 50Hz 时 （2）当 f = 5000Hz 时 所以电感元件具有通低频阻高频的特性 练习题： 1.一只L=20mH的电感线圈，通以 的电流 求(1)感抗XL;(2)线圈两端的电压u; (3)有功功率和无功功率。 电流与电压的变化率成正比。 基本关系式： 1.电流与电压的关系 ① 频率相同 ② I =U?C ③电流超前电压90? 相位差 则： 2.3.3 电容元件的交流电路 u i C + _ 设： 或 则: 容抗（Ω） 定义： 有效值 所以电容C具有隔直通交的作用 XC 直流： XC ，电容C视为开路 交流：f 容抗XC是频率的函数 可得相量式 则： 电容电路中复数形式的欧姆定律 相量图 超前 O 由： 2.功率关系 (1) 瞬时功率 u i C + _ (2) 平均功率 Ｐ 由 C是非耗能元件 瞬时功率 ： u i + - u i + - u i + - u i + - + p 0 充电 p 0 放电 + p 0 充电 p 0 放电 p o 所以电容C是储能元件。 结论： 纯电容不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。 u i o u,i 同理，无功功率等于瞬时功率达到的最大值。 (3) 无功功率 Q 单位：var 为了同电感电路的无功功率相比较，这里也设 则： 单一参数电路中的基本关系 参数 L C R 基本关系 复阻抗 相量式 相量图 指出下列各式中哪些是对的，哪些是错的？ 在电感电路中： 【练习】 在电阻电路中： 在电容电路中： 设： 则 (1) 瞬时值表达式 根据KVL可得： 为同频率正弦量 1. 电流、电压的关系 2.4 RLC串联的交流电路 R L C + _ + _ + _ + _ (2)相量法 设 （参考相量） 则 总电压与总电流 的相量关系式 R jXL -jXC + _ + _ + _ + _ 1)相量式 令 则 Z 的模表示 u、i 的大小关系，辐角（阻抗角）为 u、i 的相位差。 Z 是一个复数，不是相量，上面不能加点。 复阻抗 注意 根据 电路参数与电路性质的关系： 阻抗模： 阻抗角： 当 XL XC 时， ? 0 ，u 超前 i 呈感性 当 XL XC 时 ，? 0 ， u 滞后 i 呈容性 当 XL = XC 时 ，? = 0 ， u. i 同相 呈电阻性 ? 由电路参数决定。 2) 相量图 ( ? 0 感性) XL XC 参考相量 由电压三角形可得: 电压 三角形 ( ? 0 容性) XL XC R jXL -jXC + _ + _ + _ + _ 由相量图可求得: 相量图 由阻抗三角形： 电压 三角形 阻抗 三角形 2.功率关系 储能元件上的瞬时功率 耗能元件上的瞬时功率 在每一瞬间,电源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉,一部分与储能元件进行能量交换。 (1) 瞬时功率 设： R L C + _ + _ + _ + _ (2) 平均功率P （有功功率） 单位: W 总电压 总电流 u 与 i 的夹角 cos? 称为功率因数，用来衡量对电源的利用程度。 (3) 无功功率Q 单位：var 总电压 总电流 u 与 i 的夹角 根据电压三