4.2 纯电阻、纯电感、纯电容电路（课件）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 4.2纯电阻、纯电感、纯电容电路 图4.11所示的3个电路分别通入低频交流电，并保持电源电压的有效值不 变。可以观察到，图4.11(a)所示电路中电流表和电压表的指针摆动的步调 是一致的，而图4.11(b)、(c)所示电路中电流表和电压表的指针摆动的步调 是不同的，这些现象的原因是什么，其中的规律是什么呢？ (a)电阻电路 (b)电感电路 (c)电容电路 4.11电路中电流、电压的变化情况 4.2.1纯电阻电路 1.电压和电流的关系 设电阻两端输入正弦电压 u=Um sin ot 根据欧姆定律 i= W U 二 sin @t RR i=Im sinot (3)u和i的最大值、有 效值满足欧姆定律 电流与电压的关系为： U (1)u和i的频率相同： m:= m R R (2)u和i的相位相同；1 4.2.1纯电阻电路 纯电阻电路波形图与矢量图 u◆1 十 o i W OR U 4.2.1 纯电阻电路 1.功率 (1)瞬时功率 p=ui =U sinot.I sinat =U I sin2ot 元 2π =2UIsin2@t (2)有功功率 图4.13纯电阻电路功率 取瞬时功率在一个周期内的平均值来 表示电路消耗的功率，称为有功功率 P9 Im 或 2 U' P=UI=RI= R 4.2.1纯电阻电路 [例电额电压U=220V,额定率Px=1000W,在 220V的胶流沌源下工作求电的电流电阻。使用2h,消电能提多少？ [解]由于电炉可以看成纯电阻负载，所以 1000 IN= P A=4.55A 220 电炉的电阻为 U 220 R= 2=48.42 4.55 工作2h消耗的电能为 W=Pt=1000×2W.h=2000W.h=2kW.h 4.2.2纯电感电路 1.电流与电压的关系 忽略电阻的线圈接在交流电源上称为纯电感电路。 山，i4 2 (a) (b) (c) 4.14纯电感电路 4.2.2纯电感电路 设通过线圈的电流为i=I sinot 由理论推导可得： u=ol.sin(o+孕-Usi血(ot+受 9 4.2.2纯电感电路 设通过线圈的电流为i=Im sinot 由理论推导可得： -oLIsin(+-U.sin(+ 比较和i,可知： (1)i与u的频率相同； (2)i与u相位差 2 即电压超前电流 2 或说电流滞后电压 2 (3)i与u最大值与有效值关系为 Um=@LIm Um =XLIm U=XI 其中 X称为电感的电抗，简 X=0L=2元fL 称感抗，单位是(2)。 4.2.2纯电感电路 2.功率 u,i,p 1.瞬时功率 p=ui=Unsin(t+).Imsinot UmImcos@tsin @t UIsin20t P>0线圈从电源吸收电能 2.有功功率 P<0线圈向电源送回电能 有功功率是瞬时功率在一个周期内的平均值。显然P=0 3.无功功率 纯电感元件的交流电路中只有能量交换，将能量交换时功率的 最大值称为无功功率Q。 Q=UI=X乃 单位：乏(var) 10