中职专业课劳动版电工学2022-2023学年高一上§２-３纯电阻、纯电感、纯电容交流电路课件

§2-3纯电阻、纯电感、纯电容交流电路 交流电路中如果只考虑电阻的作用，这种电路称为纯电阻电路。 纯电阻应用实例   一、纯电阻交流电路 第二章单相正弦交流电路 1.电流与电压的相位关系 上式表明，在正弦电压的作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦交流电流，且与加在电阻两端的电压同相位。 设加在电阻两端的电压为 u = 实验证明，在任一瞬间通过电阻的电流i仍可用欧姆定律计算，即 i= = 第二章单相正弦交流电路 电路图 相量图 功率曲线图 波形图 第二章单相正弦交流电路 ，则得 2.电流与电压的数量关系 通过电阻的最大电流 若把上式两边同除以 这说明，在纯电阻电路中，电流与电压的瞬时值、最大值、有效值都符合欧姆定律 。 第二章单相正弦交流电路 3.功率 在任一瞬间，电阻中电流瞬时值与同一瞬间的电阻两端电压的瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功率，用 表示，即 由于电流和电压同相，所以P在任一瞬间的数值都大于或等于零，这就说明电阻总是要消耗功率，因此，电阻是一种耗能元件。 第二章单相正弦交流电路 由于瞬时功率时刻变动，不便计算，通常用电阻在交流电一个周期内消耗的功率的平均值来表示功率的大小，叫做平均功率。平均功率又称有功功率，用P表示，单位仍是瓦（W）。电压、电流用有效值表示时，平均功率P的计算与直流电路相同，即 第二章单相正弦交流电路 已知某白炽灯的额定参数为220V/100W，其两端所加电压为 试求： 1．交流电的频率； 2．白炽灯的工作电阻； 3．白炽灯的有功功率。 第二章单相正弦交流电路 解: 1．交流电的频率为 2．白炽灯的工作电阻为 3．白炽灯的有功功率为 第二章单相正弦交流电路 §2-3纯电阻、纯电感、纯电容交流电路   二、纯电感交流电路 由电阻很小的电感线圈组成的交流电路,可以近似地看做是纯电感电路。 第二章单相正弦交流电路 1.电流与电压的关系 纯电感电路欧姆定律的表达式： 感抗只是电压与电流最大值或有效值的比值，而不是电压与电流瞬时值的比值，即 ，这是因为u和i的相位不同。 设电流i为参考正弦量，电压u的瞬时值表达式为 第二章单相正弦交流电路 在纯电感交流电路中，电压比电流超前90°，即电流比电压滞后90°。 电路图 相量图 功率曲线图 波形图 第二章单相正弦交流电路 2.功率 有功功率表 无功功率表 第二章单相正弦交流电路 瞬时功率在一个周期内，有时为正值，有时为负值。瞬时功率为正值，说明电感从电源吸收能量转换为磁场能储存起来；瞬时功率为负值，说明电感又将磁场能转换为电能返还给电源。 瞬时功率在一个周期内吸收的能量与释放的能量相等。也就是说纯电感电路不消耗能量，它是一种储能元件。 第二章单相正弦交流电路 不同的电感与电源转换能量的多少也不同，通常用瞬时功率的最大值来反映电感与电源之间转换能量的规模，称为无功功率，用QL表示，单位是乏（var）。其计算式为 第二章单相正弦交流电路 一个0.7 H的电感线圈,电阻可以忽略不计。 (1)先将它接在220 V、50 Hz的交流电源上,试求流过线圈的电流和电路的无功功率; (2)若电源频率为500 Hz,其他条件不变,流过线圈的电流将如何变化? 第二章单相正弦交流电路 解: (1)线圈的感抗 流过线圈的电流 电路的无功功率 第二章单相正弦交流电路 解: (2)当时f=500Hz时 可见,频率增高,感抗增大,电流减小。 第二章单相正弦交流电路 §2-3纯电阻、纯电感、纯电容交流电路 把电容器接到交流电源上,如果电容器的电阻等可以忽略不计,可以把这种电路近似地看成是纯电容电路。   三、纯电容交流电路 第二章单相正弦交流电路 纯电容电路欧姆定律的表达式为： 1.电流与电压的关系 在纯电容电路中,电流与电压成正比,与容抗成反比。 第二章单相正弦交流电路 设电压uC为参考正弦量,电流i的瞬时值表达式为 纯电容电路中电压与电流的相量图和波形图如下图所示,对照波形图可见,在uC从零增加的瞬间,电压变化率 最大,电流i的值也最大,随着电压的增加,电压变化率逐渐减小。当uC达到最大值时,电压变化率 为零,电流i也变为零。其余可类推。 第二章单相正弦交流电路 第二章单相正弦交流电路 2.功率 电容也是储能元件。 瞬时功率为正值 电容从电源吸收能量转换为电场能储存起来 瞬时功率为负值 电容将电场能转换为电能返还给电源 纯电容电路不消耗功率，平均功率为零。 纯电容电路的无功功