高二高教版《电工技术基础与技能》第七章 第二节单一元件的交流电路 课件

第二节　　单一元件的交流电路 【学习目标】 1.理解纯电阻、纯电感、纯电容单一元件电路中电压与电流之间的大小与相位关系，并学会计算. 2.理解单一元件电路中瞬时功率、有功功率和无功功率的基本概念，学会有功功率和无功功率的计算。 实验：当某一电阻（或电容器、电感器）两端接上正弦交流电后，你知道加在电阻（或电容器、电感器）两端的电压与通过电阻的电流大小之间是否仍然符合欧姆定律？ 【观察与思考】 此时电压与电流大小满足什么关系?相位呢？ S R u A B uR i + — 一、纯电阻电路 纯电阻电路是只有电阻负载的交流电路。 　纯电阻电路 R uR i uR＝URmsint 一、纯电阻电路 1.电压与电流的数量关系 纯电阻交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。 一、纯电阻电路 2. 电压与电流的相位关系 纯电阻交流电路中，电流与电压同相。由于电压的初相 u ＝0，则电流的初相i ＝0，因此电流的瞬时值表达式为：i＝IRmsinωt。 I UR uR i ωt 0 uR,i （b）波形图 （a）矢量图 一、纯电阻电路 3.纯电阻交流电路的功率 P uR i ωt 0 uR,i ωt 0 p 纯电阻交流电路功率 ＝uR i=URI（1-cos2t） 我们把电压瞬时值u与电流瞬时值i的乘积称为瞬时功率，用　表示。 一、纯电阻电路 3.纯电阻交流电路的功率 有功功率：也叫平均功率，是瞬时功率在一个周期内的平均值，用P表示： 式中： ——纯电阻交流电路的有功功率，单位是W（瓦〔特〕）； ——电阻R两端交流电压的有效值，单位是V（伏〔特〕）； ——通过电阻R的交流电流的有效值，单位是A（安〔培〕）。 【课堂练习】 【例1】将一个阻值为484Ω的白炽灯，接到　　　　　　　　　　　 V的交流电源上。试求：（1）通过白炽灯的电流为多少？写出电流的解析式；（2）白炽灯消耗的功率是多少？　　 二、纯电感电路 　纯电感电路是只有空心线圈的负载，而且线圈的电阻和分布电容均忽略不计的交流电路。 纯电感电路 i L uL 二、纯电感电路 1.电压与电流的数量关系 纯电感交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。值得注意的是，公式中XL为感抗，不是电感L，且XL＝ωL＝2fL。 二、纯电感电路 2. 电压与电流的相位关系 （b）波形图 （a）矢量图 纯电感交流电路中，电流与电压的相位关系为电压超前电流 ，或者说电流滞后电压 。 I UL i uR ωt 0 uL,i 二、纯电感电路 3.纯电感交流电路的功率 我们把电压瞬时值uL与电流瞬时值i的乘积称为瞬时功率，用　表示。 　纯电感交流电路功率 i uＬ ωt 0 uL,i ωt 0 p ﹢ ﹢ ﹣ ﹣ 二、纯电感电路 3.纯电阻交流电路的功率 无功功率：瞬时功率的最大值ULI，表示电感与电源之间能量转换的最大值，称为无功功率，用符号QL表示: 式中： ——纯电感交流电路的无功功率，单位是Var（乏）； ——电感L两端交流电压的有效值，单位是V（伏〔特〕）； ——通过电感L交流电流的有效值， 单位是A（安〔培〕）。 二、纯电感电路 3.纯电阻交流电路的功率 纯电感电路中，电路的有功功率为P＝0； 职业相关知识： 必须说明，无功功率不是无用功率。“无功”的含义是“交换”而不是“消耗”，是相对于有功而言的。无功功率表示交流电路中能量转换的最大值。在工程上，具有电感性质的电动机、变压器等设备都是根据电磁能量转换进行工作的。 【课堂练习】 【例2】一个10mH的电感器，接在 V的交流电源上。试求：（1）通过线圈的电流为多少？写出电流的解析式；（2）电路的无功功率为多少？ 三、纯电容电路 　纯电容电路是只有电容器的负载，而且电容器的漏电电阻和分布电感均忽略不计的交流电路。 纯电容电路 i C uC 三、纯电容电路 1.电压与电流的数量关系 纯电容交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。值得注意的是，公式中Xc为容抗，不是电感C，且 三、纯电容电路 2. 电压与电流的相位关系 （b）波形图 （a）矢量图 纯电容交流电路中，电流与电压的相位关系为电流超前电压 ，或者说电压滞后电流 。 I UC uC ωt 0 uC,i i 三、纯电容电路 3.纯电容交流电路的功率 我们把电压瞬时值uC与电流瞬时值i的乘