电工技术4RLC元件的正弦交流电路讲解学习.ppt

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1、电工技术4RLC元件的正弦交流电路1.（耗能元件）结论：2.随时间变化3.与成比例ωtuipωt2.平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值大写uiR基本关系式：iuL设则3-4.2电感元件的交流电路电感电路中电流、电压的关系1.频率相同2.相位相差90°（u领先i90°）iu设：3.有效值感抗（Ω）定义：则：4.相量关系设：则：电感电路中欧姆定律的相量形式其中含有幅度和相位信息？u、i相位不一致！领先！感抗（XL=ωL）是频率的函数，表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。ωXLω=0时XL

2、=0关于感抗的讨论e+_LR直流E+_R电感电路中的功率1.瞬时功率p：iuL储存能量P<0释放能量+P>0P<0可逆的能量转换过程iuL+pP>0uiuiuiuiui2.平均功率P（有功功率）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）。3.无功功率QQ的单位：乏、千乏(var、kvar)Q的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。基本关系式:设：uiC则：3-4.3电容元件的交流电路1.频率相同2.相位相差90°（u落后i90°）电容电路中电流、电压的关系iu3.有效

3、值或容抗（Ω）定义：则：I4.相量关系设：则：电容电路中欧姆定律的相量形式其中含有幅度和相位信息领先！E+-ωe+-关于容抗的讨论直流是频率的函数，表示电容电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。容抗ω＝0时C断路电容电路中的功率ui1.瞬时功率p充电p放电放电P<0释放能量充电P>0储存能量uiuiuiuiiuωtt2.平均功率P瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）3.无功功率Q（电容性无功取负值）已知：C＝1μF求：I、i例uiC解：电流有效值求电容电路中的电流瞬时值i领先于u90°电流有效值相量图1.

4、单一参数电路中的基本关系电路参数基本关系复阻抗L复阻抗电路参数基本关系C电路参数R基本关系复阻抗小结在正弦交流电路中，若正弦量用相量表示，电路参数用复数阻抗（)表示，则直流电路中介绍的基本定律、公式、分析方法都能用。电阻电路电感电路电容电路复数形式的欧姆定律2.单一参数电路中复数形式的欧姆定律*电压、电流瞬时值的关系符合欧姆定律、克氏定律。uLiuRuRL3.简单正弦交流电路的关系(以R-L电路为例）*电流、电压相量符合相量形式的欧姆定律、克氏定律RL在电阻电路中：正误判断？？？瞬时值有效值在电感电路中：正误判

5、断？？？？？若则电流、电压的关系：uRLCi（一）3-5.1R-L-C串联交流电路3-5R-L-C串、并联交流电路总电压与总电流的关系式相量方程式：则相量模型RLC设（参考相量）R-L-C串联交流电路--相量图先画出参考相量相量表达式：RLC电压三角形Z：复数阻抗实部为阻虚部为抗容抗感抗令则R-L-C串联交流电路中的复数形式欧姆定律复数形式的欧姆定律RLC在正弦交流电路中，只要物理量用相量表示,元件参数用复数阻抗表示，则电路方程式的形式与直流电路相似。是一个复数，但并不是正弦交流量，上面不能加点。Z在方程式中只是

6、一个运算工具。Z说明：RLC关于复数阻抗Z的讨论由复数形式的欧姆定律可得：结论：Ｚ的模为电路总电压和总电流有效值之比，而Ｚ的幅角则为总电压和总电流的相位差。（二）（１）Z和总电流、总电压的关系（２）Z和电路性质的关系一定时电路性质由参数决定当时，表示u领先i－－电路呈感性当时，表示u、i同相－－电路呈电阻性当时，表示u落后i－－电路呈容性阻抗角RLC假设R、L、C已定，电路性质能否确定？（阻性？感性？容性？）不能！与频率ω有关当ω不同时，可能出现：XL>XC，或XL

7、形阻抗三角形（４）阻抗三角形和电压三角形的关系电压三角形阻抗三角形相似（三）R、L、C串联电路中的功率计算1.瞬时功率2.平均功率P（有功功率）uRLCi总电压总电流u与i的夹角平均功率P与总电压U、总电流I间的关系：-----功率因数其中：在R、L、C串联的电路中，储能元件R、L、C虽然不消耗能量，但存在能量吞吐，吞吐的规模用无功功率来表示。其大小为：3.无功功率Q：4.视在功率S：电路中总电压与总电流有效值的乘积。单位：伏安、千伏安PQS注：S＝UI用来衡量发电机可能提供的最大功率（额定电压×额定电流）视在功

8、率5.功率三角形：无功功率有功功率_++_p设i领先u，（电容性电路）R、L、C串联电路中的功率关系iu电压三角形SQP功率三角形R阻抗三角形RLC正误判断因为交流物理量除有效值外还有相位。？RLC在R-L-C串联电路中？正误判断而复数阻抗只是一个运算符号。Z不能加“•”反映的是正弦电压或电流，正误判断在Ｒ－Ｌ－Ｃ正弦交流电路中？？？？？正误判断在R-L