纯电阻、纯电感的交流电路.ppt

机械工业出版社项目三

纯电阻、纯电感的交流电路+-设电阻两端输入正弦电压：根据欧姆定律电流与电压的关系为:(1)u和i的频率相同；(2)u和i的相位相同；(3)u和i的最大值、有效值满足欧姆定律u一、纯电阻电路1、电流与电压的关系纯电阻电路波形图与矢量图u+-?tiOuuiUI一、纯电阻电路1）瞬时功率2）有功功率u?tOipO?tP=UI取瞬时功率在一个周期内的平均值来表示电路消耗的功率，称为有功功率有功功率是定值P2、功率一、纯电阻电路?例1?在纯电阻电路中，电阻为44Ω，交流电压u=311sin(314t+30°)V，求通过电阻的电流多大？写出电流的解析式。?解?一、纯电阻电路u=7.07sin(314t+30°)A?例2?将一个电阻R=55Ω的电阻丝，接到交流电压u=311sin(100πt-π/3)的电源上:（1）写出电流的解析式；（2）求出电阻丝消耗的功率；（3）画出电压、电流有效值相量图?解?一、纯电阻电路?例3?电炉的额定电压UN=220V，额定功率PN=1000W，在220V的交流电源下工作，求电炉的电流和电阻。使用2h，消耗电能是多少？?解?由于电炉可以看成纯电阻负载，所以电炉的电阻为工作2h消耗的电能为一、纯电阻电路二、纯电感电路1、电感对直流电和交流电的不同作用下图两个电路中，将相同的电感和小灯泡分别接到直流电源和交流电源上，其中U直=U交，闭合电键后发现接入直流电流的小灯泡更亮，请你用已学知识试解释这个现象。直流电路中小灯泡更亮，说明I直＞I交二、纯电感电路1、电感对直流电和交流电的不同作用1）对直流电路分析：闭合电键时，向左经过电感的电流增大，电感中产生向右的感应电动势阻碍电流的增大一段时间后，电流达到稳定，感应电动势消失，不再对电流起阻碍作用2）对交流电路分析：交流电压下，电流方向和大小随时改变，达不到稳定值，故电感上一直存在感应电动势，且对电流起阻碍作用交流电路中存在对电流起到阻碍作用的感应电动势，因此I直＞I交二、纯电感电路1、电感对直流电和交流电的不同作用二、纯电感电路2、电感对交流电的阻碍作用大小交流电可以通过线圈，但是线圈的电感对交流电有阻碍作用，这个阻碍作用叫做感抗通过实验证明，感抗XL与电感L成正比，与交流电频率f成正比XL=2πfL=ωL感抗的单位是欧姆二、纯电感电路观看视频《电感对交流电的阻碍作用大小——感抗》，了解感抗公式推导过程，并说明感抗与电阻的区别二、纯电感电路电阻R与感抗XL的区别忽略电阻的线圈接在交流电源上称为纯电感电路设通过线圈的电流为由于电流的变化在线圈中产生自感电动势eL，形成电压。在图示u与eL的参考方向下eL=L·I’(t)=LωImcosωt由理论推导可得u二、纯电感电路3、电流与电压的关系比较i与u式(1)i与u的频率相同;(2)i与u相位差，即电压超前电流,或说电流滞后电压(3)i与u最大值与有效值关系为Um=?LImU=XLIUm=XLImXL=?L=2?fL其中,称为电感的电抗，简称感抗，单位是(?)。二、纯电感电路纯电感电路电压和电流的波形图与矢量图?tiOuuiuU二、纯电感电路1）瞬时功率2）有功功率有功功率是瞬时功率在一个周期内的平均值。显然P=03）无功功率纯电感元件的交流电路中只有能量互换，将能量交换时功率的最大值称为无功功率Q。Q=UI=XLI2单位：乏(var)u,i,pOP0线圈从电源吸收电能P0线圈从电源送回电能二、纯电感电路4、功率?例1?一个灯泡通过一个线圈与一交流电源相连接，如图所示。一块铁芯插入线圈后，该灯将（）二、纯电感电路A、变亮B、变暗C、没有影响D、无法判断B?解??例2?纯电感线圈，电感L=300mH:1)接至的工频电源上，求电感线圈的电流有效值和无功功率；2)若改接在有效值为100V交流电源上，测得其电流为0.4A，求该电源的频率是多少？(1)f=50Hz时XL=?L=2?fL=2×3.14×50×0.3?=94.2?Q=UI=220×2.34var=514.8var(2)接100V