高一上高教版《电工基础》第八章　正弦交流电路教案

《电工基础》 电子教案 第八章　正弦交流电路 ( 1．掌握电阻、电感、电容元件的交流特性。 2 ．掌握 R - L - C 串联电路与并联电路的分析计算方法，理解阻抗与阻抗角的物理意义。 3．了解 R - L - C 串联谐振电路与并联谐振电路的特性。 4．理解交流电路中有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数的概念。 5 ．掌握提高交流电路功率因数的方法。 ) 　　 ( 1．熟练掌握分析计算交流电路电压、电流、阻抗、阻抗角、功率等方法。 2．理解谐振电路选频特性的原理。 ) 序号 内　　　　　容 学时 1 第一节　纯电阻电路 2 2 第二节　纯电感电路 2 3 第三节　纯电容电路 2 4 第四节　电阻、电感、电容的串联电路 2 5 第五节　串联谐振电路 2 6 第六节　电阻、电感、电容的并联电路 2 7 第七节　电感线圈和电容器的并联谐振电路 2 8 第八节　交流电路的功率 2 9 实验8.1 单相交流电路 2 10 实验8.2 串联谐振电路 2 11 实验8.3 日光灯电路 2 12 本章小结与习题 2 13 本章总学时 24 第一节　纯电阻电路 只含有电阻元件的交流电路叫做纯电阻电路，如含有白炽灯、电炉、电烙铁等电路。 一、电压、电流的瞬时值关系 电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。设加在电阻R上的正弦交流电压瞬时值为u = Umsin( t)，则通过该电阻的电流瞬时值为 ( 图 8-1 电阻电压 u 与电流 i 的 波形图和相量图 )其中 是正弦交流电流的振幅。这说明，正弦交流电压和电流的振幅之间满足欧姆定律。 二、电压、电流的有效值关系 电压、电流的有效值关系又叫做大小关系。 由于纯电阻电路中正弦交流电压和电流的振幅值之间满足欧姆定律，因此把等式两边同时除以，即得到有效值关系，即 这说明，正弦交流电压和电流的有效值之间也满足欧姆定律。 三、相位关系 电阻的两端电压u与通过它的电流i同相，其波形图和相量图如图8-1所示。 ( 【例 8-1 】 在纯电阻电路中，已知电阻 R = 44 ，交流电压 u = 311sin(314 t + 30 ) V，求通过该电阻的电流大小？并写出电流的解析式。 ) 解：解析式 sin(314t + 30) A，大小(有效值)为 第二节　纯电感电路 一、电感对交流电的阻碍作用 1．感抗的概念 反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗。 ( 动画 M8-1 电感对电流阻碍作用 ) 2．感抗的因素 ( 动画 M8-2 影响感抗的因素 ) ( ) 纯电感电路中通过正弦交流电流的时候，所呈现的感抗为 XL=L=2fL 式中，自感系数L的国际单位制是亨利(H)，常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(H)，纳亨(nH)等，它们与H的换算关系为 1 mH = 103 H，1 H = 106 H ，1 nH = 109 H。 如果线圈中不含有导磁介质，则叫作空心电感或线性电感，线性电感L在电路中是一常数，与外加电压或通电电流无关。 如果线圈中含有导磁介质时，则电感L将不是常数，而是与外加电压或通电电流有关的量，这样的电感叫做非线性电感，例如铁心电感。 3．线圈在电路中的作用 用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫做低频扼流圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫做高频扼流圈。 二、电感电流与电压的关系 1．电感电流与电压的大小关系 电感电流与电压的大小关系为 显然，感抗与电阻的单位相同，都是欧姆()。 ( 动画 M8- 3 电感电压与电流 ) 2．电感电流与电压的相位关系 电感电压比电流超前90(或 /2)，即电感电流比电压滞后90，如图8-2所示。 ( 动画 M8-4 电感电压电流相位差 ) ( 【 例 8-2 】 已知一电感 L = 80 mH，外加电压 u L = 50 sin(314 t 65 ) V。试求： (1) 感抗 X L ， (2) 电感中的电流 I L ， (3) 电流瞬时值 i L 。 )　 ( 图 8-2 电感电压与电流的波形图与相量图 ) 解：(1) 电路中的感抗为 XL = L = 314 0.08 25 (2) (3) 电感电流iL比电压uL滞后90°，则 第三节　纯电容电路 1、 电容对交流电的阻碍作用 1．容抗的概念 反映电容对交流电流阻碍作用程度的参数叫做容抗。容抗按下式计算 容抗和电阻、电感的单位一样，也是欧姆()。 ( ) ( 动画 M8-5 电容对电流阻碍作用 ) 2．电容