4.3纯电阻、纯电感、纯电容电路（课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（高教版）

第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 一、纯电阻电路 二、纯电感电路 三、纯电容电路 　　1. 纯电阻电路中电流与电压关系 理想电阻元件：忽略了分布电容和分布电感的电阻器。 纯电阻电路：将理想 电阻元件与交流电源连接 所组成的电路 　　（1）实验4： 　　实验步骤： 　　①　电路连接方式如图所示。 一、纯电阻电路 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 ②　将右图开关 S 闭合，改变信号发生器输出交流信号的频率和电压，观察电路中电压表和电流表的变化。 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 　　（2）实验现象： ① 当电阻两端 u 增加时，流过电阻的 i 也线性增加，且同一时刻到达最大值和最小值。 ② 当改变输出信号的频率时，电阻两端的 u 及 i 则不变。 结论：电阻两端的 u 与流过电阻的 i 同相位，如右图所示。 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 　　（3）瞬时值、有效值和最大值的计算公式 　　瞬时值有 　　有效值有 　　即 　　最大值 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 [例6] 将一个阻值 110  的电阻丝，接到电源上，求 　　则电阻两端的电压有效值为 　　流过电阻的电流有效值为 　　因为电流与相位相同，电流的解析式为 　　解：由电源电压 可知 通过电阻丝的电流，已知： 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 瞬时功率：电阻 R 在任一瞬时吸收的功率，用 p 表示，计算公式为 　　设电流的初相为零，则通过 R 的电流和电压可写为 　　（1）瞬时功率 　　电阻吸收的瞬时功率为 　　由三角公式得 　　瞬时功率公式可写为 2. 纯电阻电路的功率 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 　　（2）瞬时功率变化的曲线 　　瞬时功率随时间变化的曲线 　　因为 u 和 i 同方向，所以 p 恒为正值。 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 （3）平均功率 　　平均功率：瞬时功率在一个周期内的平均值。 　　（4）纯电阻在交流电中的功率 　　电阻两端的电压和流过电阻的电流的乘积，即 或 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 [例7] 一个 220 V，100 W 的灯泡接到 220 V，50 Hz的交流电源上，求：通过灯的电流，并写出其瞬时值表达式。 解：交流电压的有效值为 220 V ，灯接到电源时，其两端电压为 220 V ，消耗功率为 100 W ，由式 　　得电流有效值 设电源电压的初相为 0°，因通过 R 的 u 和 i 同相，所以的瞬时值可写为 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 二、纯电感电路 1 ．电感的感抗 　　理想电容元件：忽略电阻及分布电感的空心线圈。 　　纯电感电路：理想电感元件与交流电源连接所组成的电路，如图所示。 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 （1）电感的作用 　　 电感的作用一：对直流相当于短路，对交流有阻碍作用。 　　实验5： 　　①　电路如图（a）所示，接通开关，熔体烧断。 　　②　把电源换成交流电源，如图（b）所示，熔体没有烧断。 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 　　电感的作用二：储能作用。 　　实验6： 　　实验步骤：①　按右图接好电路图。 　　②　当 S 接通时，灯 HL 正常发光，将 S 断开的瞬间，HL 不是马上熄灭，而是瞬间发出更亮的光后才熄灭。 　　实验说明：电感能储存能量。 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 （2）感抗 　　电感所加交流电压 uc 和通过的电流 ic 的有效值的比值，称为电感抗，简称感抗，用 XL 表示。即 　　电抗的单位：欧[姆]，用  。 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 　　（3）测量电感的感抗 　　实验7 测量电感的感抗 　　①　电感为 38 mH，电路图按下图接好。 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 　　②　用下表中的频率和电流的数据，测量电感上的电压，并根据感抗计算公式进行计算。 　　实验结论：①　感抗 XL 与交流电流和电压的值无关而与频率有关。 　　③　频率加倍，感抗也加倍。 　　②　频率不变，感抗为常数。 f / Hz I / mA U / V XL /  420 420 420 840 1680 10 20 30 10 10 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 　　（4）用大电感测量感抗 　　实验步骤：①　将上面实验电路图中的电感换成76 mH。 　　实验8  用大电感测量感抗 第三节 纯电阻、纯电感、纯电容电路 　　②　用下表中所给的数据进行测量，并计算感抗。 　　实验结论：①　频率较高，感抗也较大。 f / Hz I / mA U / V XL / Ω 1680 3360