内容正文:
电工基础
模块八:正弦交流电路
高等教育出版社
中职专业课·一轮复习讲练测
使用教材
电工基础(第2版)
主编 刘志平 苏永昌
学习目标
1
感抗、容抗、电抗和特性阻抗;
2
感性负载、容性负载和电阻性负载;
理 解
有功功率、无功功率、视在功率、功率因数以及各种三角形的概念;
3
4
提高功率因数的意义。
。
掌 握
1
纯电阻、纯电感和纯电容电路中电流和电压的关系及功率的分析计算;
2
串、并联谐振的条件、特点及其应用。
实际线圈与电容并联电路的分析与计算;
RLC串、并、混联正弦交流电路中电流和电压的关系及功率的分析计算;
3
4
5
用并联电容器提高功率因数的方法。
了 解
串联谐振、并联谐振电路的特点;
1
2
特性曲线、特性阻抗、品质因数、通频带。
知 道
提高功率因数的意义和方法;
会
有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的计算;
串联谐振电路的谐振条件、谐振频率的计算。
1
2
知识要点
纯电阻电路
纯电阻电路:
交流电路中若只有电阻元件,这种电路叫纯电阻电路。
(如含有白炽灯、电炉、电烙铁等的电路)。
纯电阻电路
电路图:
电压、电流的关系:
数值关系
瞬时值关系:
最大值关系:
有效值关系:
纯电阻电路中,电压和电流的瞬时值、最大值
和有效值均符合欧姆定律。
总结:
相位关系
相位关系:
波形图:
相量图:
uR
i
ωt
0
uR,i
I
UR
电阻的两端电压 u 与通过它的电流 i 同相。
结 论:
(1)在纯电阻电路中,电流i与电压uR是同频率、同相位的正弦量。
(2)在纯电阻电路中,电流、电压的瞬时值、最大值及有效值与
电阻R之间的关系均符合欧姆定律。
纯电阻电路的功率:
纯电阻电路的功率
瞬时功率
定义:
把电压瞬时值u与电流瞬时值i的乘积称为
瞬时功率。
= uR I = URI(1-cos2t)
表达式:
有功功率
瞬时功率在一个周期内的平均值。
定义:
表达式:
PR = UI cos = UI = I2R =
无功功率: QR = UI sin = 0
视在功率:
pR
纯电感电路:
只有空心线圈的负载,而且线圈的电阻和分布电容均忽略
不计的交流电路叫纯电感电路。
电路图:
纯电感电路
纯电感电路
i
L
uL
电感对交流电的阻碍作用
感抗
定义:
电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗。
符号:
XL
公式:
XL = L = 2fL
国际单位: 亨利 (H)
自感系数:
L
常用单位:毫亨 (mH) 、微亨 (H) 、纳亨 (nH)
换算关系为:1 mH = 103 H 1 H = 106 H 1 nH = 109 H
线圈在电路中的作用
电感线圈
低频扼流圈:
高频扼流圈:
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。
低频扼流圈:通直流、阻交流
高频扼流圈:通低频、阻高频
分类
作用
电压、电流的关系:
数值关系
最大值关系:
有效值关系:
总结:
纯电感交流电路的电流与电压的有效值(或最大值)符合
欧姆定律,而瞬时值不服从欧姆定律。
注意:公式中XL为感抗,不是电感L,且XL=ωL=2fL。
相位关系
相位关系:
波形图(a):
相量图(b):
电感电压比电流超前90(或 /2),
即电感电流比电压滞后 90 。
结 论:
(1)在纯电感电路中,电压比电流超前90(或 /2),即电流比电压
滞后 90 。
(2)在纯电感电路中,电流、电压的最大值及有效值均符合欧姆
定律,而瞬时值不服从欧姆定律。
(3)电感是储能元件,它不消耗电能,其有功功率为零,无功功率
等于电压有效值与电流有效值之积。
纯电感电路的功率:
纯电感电路的功率
瞬时功率
表达式: QL= UI sin =I2XL =
视在功率:
定义:
把电压瞬时值uL与电流瞬时值i的乘积称为瞬时功率。
表达式:
有功功率 PL = UI cos = 0
定义:
瞬时功率的最大值ULI,表示电感与电源之间能量转换的最大值,称为无功功率。
无功功率
纯电容电路
纯电容电路:
纯电容电路是只有电容器的负载,而且电容器的漏电电阻和分布电感均忽略不计的交流电路叫纯电容电路。
纯电容电路
i
C
uC
电路图:
电容对交流电的阻碍作用
容抗
定义:
反映电容对交流电流阻碍作用程度的参数叫做容抗。
符号:
XC
公式:
频率越大,电容容抗越小,对电流的阻碍作用也就越小。
注 意:
电