电工基础 任务驱动模式 教学课件 作者 章振周 课题12.ppt

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1、章振周编电工基础1．掌握用相量图分析和计算简单串联电路的方法。2．理解用相量图分析电阻、电感和电容并联电路的方法。3．理解交流电路中有功功率、无功功率和视在功率的含义及其关系，并掌握其简单的计算。4．掌握发生串、并联谐振的条件及特点。5．理解功率因数的涵义，了解提高功率因数的意义和主要方法。6．掌握荧光灯电路的安装方法和基本故障的排除。7．学会单相功率表的使用。8．提高安装技能和分析问题的能力。◇学习重点RL、RC、RLC串联电路中的总电压和电流的关系分析，阻抗和有功功率的计算，谐振电路的特点。◇学习难点RLC串联电路和RLC并联电路的分析。课题十二电阻、电感和电

2、容串并联电路分析1．电阻与电感串联电路（1）RL串联电路电压间的关系电路的总电压电压间的关系分析：如图12⁃1所示，由于通过R、L的电流相同，故以通过电路的正弦电流为参考方向，即则电阻两端的电压为电感线圈两端的电压为与之对应的电压有效值相量关系为它们的相量图如图12⁃2所示。电压三角形：由U·、U·R和U·L构成的直角三角形，叫做电压三角形，如图12⁃3所示。（2）RL串联电路的阻抗RL串联电路中的欧姆定律为式中Z——电路的阻抗（Ω），表示电阻电感串联电路对交流电的总阻碍作用；XL——感抗（Ω）。阻抗三角形：将图12⁃3所示的电压三角形的三边同时除以电流I，得到由

3、电阻、感抗和阻抗组成的三角形，叫做阻抗三角形，如图12⁃4所示。（3）RL串联电路的功率功率三角形：将电压三角形三边同时乘以电流Ｉ，就可以得到由有功功率、无功功率和视在功率（总电压有效值与电流的乘积）组成的直角三角形，即功率三角形，如图12⁃5所示。功率因数：把有功功率与视在功率的比值叫做功率因数，它反映功率的利用率，用cosφ表示，即2．电阻与电容串联电路（1）RC串联电路电压间的关系电压间的关系分析：如图12⁃7所示电路，串联电路中的电流处处相同，电阻两端电压与电流同相，电容两端电压滞后电流2π，设i=Imsinωt，则电阻两端的电压为它们的相量图如图12⁃8

4、所示。电压三角形：由U·、U·R和U·C构成的电压三角形，如图12⁃9所示。（2）RC串联电路的阻抗RC串联电路中的欧姆定律为式中Z——电路的阻抗，单位是欧姆（Ω）。它表示RC串联电路对交流电的阻碍作用，大小决定于电路参数（R、C）和电源频率。阻抗三角形：将图12⁃9所示的电压三角形的三边同时除以电流I，得到电阻、容抗和阻抗构成的阻抗三角形，如图12⁃10所示。（3）RC串联电路的功率将电压三角形三边同时乘以电流I，就可以得到功率三角形，如图12⁃11所示。U·=U·R+U·L+U·C作出与i、uR、uL和uC相对应的相量图，如图12⁃14所示。（2）RLC串联电

5、路的阻抗（3）RLC串联电路的功率如果将电压三角形的三边同时乘以电流有效值Ｉ，就可以得到由视在功率Ｓ、有功功率Ｐ和无功功率Ｑ组成的直角三角形，即功率三角形，如图12⁃17所示。（4）串联谐振在RLC串联电路中，电抗Ｘ的值决定电路的性质。Ｘ>0,电路呈感性；Ｘ<0,电路呈容性;Ｘ=0，电路呈电阻性，端电压与电流同相，电路的这种状态叫做串联谐振。串联谐振的条件为串联谐振的应用：串联谐振在电子技术中有着广泛的应用，它能将微弱信号转化为一个与信号电压频率相同但大很多倍的电压，如应用于调谐电路、反馈电路。串联谐振电路的选择性和通频带：◆串联谐振电路的选择性◆串联谐振回路的通

6、频带：规定在谐振曲线上，Ｉ／Ｉ0=1/2所包含的频率范围叫做电路的通频带，用字母ＢＷ表示，如图12⁃22所示。4．串联电路中电压、电流和功率的关系5．电阻、电感和电容的并联电路由电阻、电感和电容并联组成的电路叫做RLC并联电路，如图12⁃24所示。（1）电路电流分析（2）相关计算公式欧姆定律（3）电路性质分析电阻上的电流与电路端电压同相，而电感支路的电流则滞后端电压90°，电容支路的电流则超前端电压90°，因此，电感支路的电流与电容支路的电流是反相的，故RLC并联电路的性质要由这两个电流分量的大小来决定。又因各元件两端的电压相等，所以电路的性质由感抗和容抗的大小来

7、决定。6．实际线圈与电容并联电路（1）电路电流分析由于各支路的阻抗不仅影响电流的大小，而且影响电流的相位。因此，解这类问题可分两步进行：先按串联电路的规律分别对各支路进行分析、计算；然后再根据并联电路的规律，用相量求和的方法计算总电流。（2）电路谐振分析由图12⁃27a所示还可知道，在LC并联电路两端外加交流电压，当电源频率很低时，电感支路中的阻抗较小，电流I1较大；电容支路中阻抗较大，电流IC较小，结果电路中将流过较大的电流I。并联谐振的条件为8．提高功率因数的意义和方法（1）提高功率因数的意义提高电力系统的功率因数对国民经济的发展有着极其重要的意义。减小输电线

8、路上的能量