5.2纯电阻正弦交流电路(课件）-《电工基础》同步教学（广东高等教育出版社）

第五章 单相交流电路的基本组成 第1节 正弦交流电 第2节 纯电阻正弦交流电路 第3节 纯电容正弦交流电路 第4节 纯电感正弦交流电路 通过本章的学习，你将会学习到交流电路的基本组成和三种典型元件的特性， （1）理解正弦交流电的概念，知道交流电与直流电的区别，了解谐波的概念。 （2）理解正弦交流电的基本要素，掌握各要素之间的相互关系。 （3）理解正弦交流电的波形图与解析式，能够在两种表示法下读取正弦交流电基本要素，知道在两种表示法下如何判断两个交流电之间的相位关系。 （4）了解电容器、线圈，理解电容、电感的概念，知道它们的单位、影响因素、工作过程及在实际中的应用； （5）掌握纯电阻、纯电容、纯电感正弦交流电路中电压、电流及功率关系，掌握电容、电感串并联等效值的计算方法。 （6）了解矢量表示法*。 第 2 节 纯电阻正弦交流电路 一. 单一电阻的电压、电流及功率关系 第2节 纯电阻正弦交流电路 电压、电流瞬时值之间服从欧姆定律 即：若 则 故： 进一步： 图5-27 总结：纯电阻正弦交流电路中，电阻元件两端的电压和流过的电流的最大值、有效值、瞬时值的大小之间存在欧姆定律的关系，电压和电流频率相等、初相相同。 第2节 纯电阻正弦交流电路 用波形图和矢量图表示的电阻元件上电流和电压的关系。 图5-28 一. 单一电阻的电压、电流及功率关系 【例5-10】 将正弦交流电压 作用在R＝200Ω的电阻元件上，求：（1）通过电阻R的电流IR ；（2）*画出UR 、 IR的矢量图。 第2节 纯电阻正弦交流电路 瞬时功率：交流电路中，任一瞬间元件上电压的瞬时值和电流的瞬时值的乘积，用小写字母p表示， 若 则 电阻元件的瞬时功率恒为正值，表明电阻元件是一个耗能元件，任一瞬间均从电源接收功率。 一. 单一电阻的电压、电流及功率关系 第2节 纯电阻正弦交流电路 平均功率为瞬时功率的平均值，用大写字母P表示。 平均功率反映了电阻元件实际消耗电能的情况，又称有功功率。习惯上常把“平均”或“有功”二字省略，简称功率。有功功率的单位为瓦（W），工程上也常用千瓦（kW）作单位。 一. 单一电阻的电压、电流及功率关系 【例5-11】 将正弦交流电压 作用在R＝200Ω的电阻元件上，求电阻上消耗的平均功率是多少？ 练 一 练 已知流过电阻元件R＝100Ω上的交流电流I= 10A，求通过电阻R两端的电压及消耗的功率。 二. 交流电路中电阻的串并联关系 第2节 纯电阻正弦交流电路 u1、u2同相 故： 交流电路中串联等效电阻R＝R1+R2的关系依然成立。 两电阻串联接入交流电源 若： 则： ， 图5-30 第2节 纯电阻正弦交流电路 i1、i2同相 故： 交流电路中并联等效电阻 的关系依然成立。 两电阻并联接入交流电源 若： 则： ， 图5-31 二. 交流电路中电阻的串并联关系 【例5-12】 将正弦交流电压 作用在图5-31（a）所示电路中，已知R1＝200Ω，R2=50Ω，求：（1）电路总电流的有效值I。（2）*电流i的瞬时表达式。 图5-31（a） 三. 白炽灯电路 第2节 纯电阻正弦交流电路 白炽灯电路是典型的纯电阻交流电路。 一个开关控制一盏白炽灯的线路 图5-32 熔断器，作短路保护用，多由空气开关兼顾。 白炽灯是一种热辐射光源，能瞬时启动，不会闪烁，但工作时发热较大。 图5-33 开关， 控制接通与断开。 卡口 细螺口 粗螺口 按照电气规程规定，灯具和开关的安装要求如下： （1）灯具安装的高度，室外一般不低于3m，室内一般不低于2m。 （2）安装螺口灯座时，在灯泡装好后金属螺口不能外露，且应接在零线上。 （3）总开关距地面高度为1.8～2m。墙边开关距离地面的高度宜为1.3 m，距门框宜为0.15～0.20m。 （4）并列安装的同一型号的开关距地面高度应一致，高度差不宜大于1mm，同一室内开关高度差不宜大于5mm。 （5）暗装的开关及插座应有专用的安装底盒和完整的盖板。 （6）接线时，所有开关均应控制电路的相线。 小 提 示 iR uR R UR . IR . φu(φi) u1 u2 u i R1 R2 U2 . U1 . φ I . I2 .