单一元件正弦交流电路分析与应用

《单一元件正弦交流电路分析与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、单相交流电路分析应用单一元件正弦交流电路分析与应用教学目标电阻元件的交流特性1电感元件的交流特性2电容元件的交流特性33单一元件的正弦交流特性在直流电路中（稳态），电感元件可视为短路，电容元件（稳态）可视为开路。在交流电路中，电感元件和电容元件中的电流均不为零。电阻元件：消耗电能，转换为热能（电阻性）电感元件：产生磁场，存储磁场能（电感性）电容元件：产生电场，存储电场能（电容性）前言电阻元件的电压电流关系Riu电阻元件的交流特性设图中电流为：根据欧姆定律：从而：电压和电流频率相同，相位相同。相量形式的欧姆定律电阻元件的交

2、流特性总结：1.有效值、最大值、瞬时值和相量均符合欧姆定律2.电压和电流的方向是同相的，即相位差是零电阻元件的交流特性电阻的功率1.瞬时功率（电压和电流瞬时值的乘积即是瞬时功率）2.平均功率（一个周期内瞬时功率的平均值）p≥0，总为正值，所以电阻元件消耗电能，转换为热能。电压、电流、功率的波形电阻元件的交流特性Riutiutp例题电阻元件的交流特性已知电阻R＝100Ω，通过R的电流i＝1.41sin（ωt－30°）A，求（1）R两端的电压U及u；（2）消耗的功率P；（3）作出电压、电流的相量图。解由题可知，根据电阻的交流

3、特性可知即U=100V，u＝141sin（ωt－30°）VP=UI＝100W电压电流的相量图为电感元件的交流特性电感元件的基本特性e设一匝线圈，当通过它的磁通发生变化时，线圈中要产生感应电动势。其大小为根据物理学中的法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势为电感元件的交流特性电感元件的基本特性对于N匝线圈，其感应电动势为单匝线圈的N倍其中：=N称为磁通链。iueLiueLL当线圈中有电流i通过时，或与i成正比，即或L为线圈的电感(或自感)，它是线圈的结构参数，单位为亨（H）。进而：电感元件的电压电流关系电压和

4、电流频率相同，电压比电流相位超前90°。电感元件的交流特性设一非铁心电感线圈(线性电感元件，L为常数),假定电阻为零。根据电感元件特性：设电流为参考正弦量：从而：注意！这样，电压电流的关系可表示为相量形式：电感元件的交流特性ωL单位为欧[姆]。电压U一定时ωL越大电流I越小，可见它对电流起阻碍作用,定义为感抗：感抗XL与电感L、频率成正比。对于直流电＝0，XL＝0，因此电感对直流电相当于短路。电感元件的交流特性电感元件的电压电流关系总结1.瞬时值关系即：2.相量关系总结：1.有效值、最大值和相量均符合欧姆定律2.瞬时值不

5、符合欧姆定律,即3.电压超前电流90°称为电感的电抗，则有电感的功率1.瞬时功率电感元件的交流特性2.平均功率P=0表明电感元件不消耗能量。只有电源与电感元件间的能量互换。用无功功率来衡量这种能量互换的规模。电感元件的无功功率用来衡量电感与电源间能量互换的规模，规定电感元件的无功功率为瞬时功率的幅值（它并不等于单位时间内互换了多少能量）。它的单位是乏（var）。电感元件的交流特性无功功率与频率有关，对电感而言，频率越大，感抗越大，无功功率越大。u2t电压、电流、功率的波形电感元件的交流特性tp++--例题解电感元

6、件的交流特性已知一个0.1H电感的电压为求（1）该元件上流过的电流i；（2）无功功率；（3）画出电压电流的相量图根据电感的交流特性可知即：相量图如图所示：电容元件的交流特性电容元件的基本特性iuC根据电磁学理论，电压变化时，电容器极板上的电荷量也要发生变化，在电路中要引起电流如果电容器加正弦电压则电压和电流频率相同，电压比电流相位滞后90°。从而：电容元件的交流特性(1/ωC)单位为欧[姆]。电压U一定时(1/ωC)越大电流I越小,可见它对电流起阻碍作用,定义为容抗：容抗XC与电容C，频率成反比。对直流电＝0，XC→∞，

7、因此电容对直流相当于开路，电容具有隔直通交的作用。这样，电压电流的关系可表示为相量形式：电容元件的交流特性总结：1.有效值、最大值和相量均符合欧姆定律2.瞬时值不符合欧姆定律3.电压滞后电流90°电容的功率电容元件的交流特性1.瞬时功率2.平均功率P=0表明电容元件不消耗能量。只有电源与电容元件间的能量互换。无功功率为了同电感的无功功率相比较，设电流为参考正弦量，则：这样，得出的瞬时功率为：由此，电容元件的无功功率为：电容性无功功率为负值，电感性无功功率取正值。电容元件的交流特性电压、电流、功率的波形电容元件的交流特性i

8、uCu2ttp++--电容元件的交流特性例题解已知一个C＝38.5uF的电容，其两端电压为，求i，无功功率，并画出电压电流的相量图。根据电容的交流特性可知即：相量图如图所示：总结电阻的交流特性电感的交流特性电容的交流特性ThankYou!