电工电子技术 电感电路 电感电路.pptx

第2章 正弦交流电路电感电路Ψ Ψ=LI 或L＝—I2.2单一元件正弦交流电路电阻电路电感电路电容电路1 电感元件 （1） 电感参数L 电感元件式中，磁链与电流的比值L叫做线圈的电感量，电感量的单位为H（亨[利]）。具有L参数的电路元件称电感元件，简称电感。 空心线圈的电感量是一个常数，与通过的电流大小无关，这种电感叫做线性电感。线性电感的大小只与线圈的形状、尺寸、匝数有关。一般而言，线圈直径的截面积越大，匝数越密，电感量越大。 dψ diu＝——＝L— dt dtdi— dt当 ≠0时，u≠0，电感两端有感应电压。当i在瞬间变化很大（如开关的断与闭）时，则在产生很高的脉冲电压。2.2单一元件正弦交流电路电阻电路电感电路电容电路1 电感元件 （2） 电感的伏安关系电感电压与电流的变化率成正比如在荧光灯电路中，使镇流器会产生很高的脉冲电压，作为荧光灯起动电压，点亮日光灯。当L中通过直流电流时，u=0，说明通过电感，两端感应电压为零，电感相当于短路。 日光灯结构图didtu=L — =ωLImcosωt=Umsin（ωt+90o）2.2单一元件正弦交流电路电阻电路电感电路电容电路2 电感交流电路 （1） 电压和电流之间的关系电感电路中电感电流i与两端电压u之间有如下关系： ① 电感元件的u和i为同频率的正弦量； ② u和i最大值或有效值之间的关系符合欧姆定律， 即 电感元件交流电路Um＝ωLIm 或U＝ωLI式中 XL＝ωL＝2πfL ③ 在关联参考方向下，电压相位超前电流相位90o， 即φu＝φi+90oUIXL＝—＝ωL＝=2πfL称为电感感抗，简称感抗，单位为欧（Ω）。它表明电感对交流电流起阻碍作用。在一定的电压下，XL愈大，电流愈小。2.2单一元件正弦交流电路电阻电路电感电路电容电路2 电感交流电路 （2） 感抗XL 感抗XL与电源频率?成正比。L不变，频率愈高，感抗愈大，对电流的阻碍作用愈大。在极端情况下，如果频率非常高且?→∞时，则XL→∞，此时电感相当于开路。如果?＝0，即直流时，则XL＝0，此时电感相当于短路。电感元件这种“通直流、阻交流；通低频，阻高频”的性质，在电子技术中被广泛应用，如滤波、高频扼流等。U2Q=UI=XLI2= — XL2.2单一元件正弦交流电路电阻电路电感电路电容电路2 电感交流电路 （3） 功率 ① 瞬时功率 电感元件上的瞬时功率为 p＝ui＝Umcosωt·Imsinωt ＝ -UmImsin2ωt ＝ UIsin2ωt ② 有功功率 由瞬时功率表达式可知，瞬时功率在一个周期内的平均值为零，即电感元件的有功功率为零 ,P＝0 。这说明电感元件是一个储能元件，不是耗能元件，它只将电感的磁能和电源的电能进行交换。 ③ 无功功率 电感与电源之间只是进行功率（或能量）的交换而不消耗功率，其交换功率的大小通常用瞬时功率的最大值来衡量。由于这部分功率并没有消耗悼，故称为无功功率。无功功率用Q表示，单位为乏（var）。p0，吸收能量p0，释放能量Um100V②Im＝—＝———＝10（A）XL10Ω1 1④Q＝UI＝—UmIm＝—×100×10=500（var）2 22.2单一元件正弦交流电路电阻电路电感电路电容电路2 电感交流电路例题：已知加在L＝10mH电感线圈两端的正弦交流电压u＝100sin(1000t+45o)V，求：①感抗XL；②线圈中的电流最大值Im和线圈中的电流i；③作电路中电压与电流的相量图；④无功功率Q。解：①感抗XL＝ωL＝1000×10×10?3＝10Ω φi＝φu?90o＝45o?90o＝?45o i＝10sin(1000t?45o)（A） ③由于电压的初相为45°，而电流的初相为?45o，故电压和电流的相量图如图所示。相量图