《电工基础》考前概念梳理与常考题选讲 第8讲、正弦交流电路

《电工基础》概念梳理与常考题选讲 第8讲、正弦交流电路 主讲人：郭老师 1 一、考纲要求 2 (1)理解正弦交流电路中感抗、容抗、阻抗、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。 (2)理解电阻、电感和电容在直流电路和交流电路中的作用。 (3)熟练掌握纯电阻电路、纯电感电路和纯电容电路中电流和电压的关系及功率的 分析计算。 (4)熟练掌握串、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。 (5)掌握实际线圈与电容并联电路的分析与计算。 (6)掌握串、并联谐振的条件、特点及其应用。 (7)理解提高功率因数的意义，并掌握用并联电容器提高功率因数的方法。 3 二、知识梳理 4 1.电阻、电感及电容的特性 电阻是耗能元件，在纯电阻交流电路中，电流和电压同相；电压与电流的最大值、 有效值和瞬时值之间，都服从欧姆定律；平均功率(有功功率)等于电流有效值与电阻两 端电压的有效值之积。 电感是储能元件，具有“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”的特性。在纯电感的 交流电路中，电流和电压是同频率的正弦量，电压与电流的变化率成正比，电压超前电 流，电流、电压的最大值和有效值之间都服从欧姆定律，而瞬时值不服从欧姆定律。 电感不消耗电能，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。 电容是储能元件，具有“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”的特性。在纯电容电 路中，电流与电压是同频率的正弦量，电流与电压的变化率成正比，电流超前电压， 电流、电压的最大值和有效值之间都服从欧姆定律，而瞬时值不服从欧姆定律。电容不 消耗电功率，电路的有功功率为零，无功功率等于电压有效值和电流有效值之积。 5 2.基本概念 感抗：电感线圈对交流电的阻碍作用称为感抗。表达式为， 单位为。 容抗：电容器对交流电的阻碍作用称为容抗。表达式为，单 位为。 阻抗：体现了电路对交流电的阻碍作用，即电路中电流有效值与端电压有效 值之间的数量关系，单位为。 有功功率：电流通过耗能元件(电阻 将电能转换成其他形式能的功率，称 为有功功率，也就是交流电的平均功率。或，单 位为W(瓦)。 6 无功功率：交流电路中的储能元件(电感线圈或电容)与电源之间往复交换的 功率。这里的“无功”是相对于“有功”而言的。“有功”即“做功”、“转换”、“消耗”； “无功”则“没做功”、“没转换”、“没消耗”。 或，单位为var(乏)。 视在功率：交流电路中，总电压有效值和总电流有效值的乘积称为视在功率。 它表示电源可能提供的最大功率，常称为电源(或变压器)的容量。或 ，单位为 (伏安)。 功率因数：交流电路中，有功功率与视在功率的比值称为功率因数。它 表示电源功率的利用率。。 3.单一参数交流电路性质比较 项目 纯电阻电路 纯电感电路 纯电容电路 频率 与为同频率正弦量 与为同频率正弦量 与为同频率正弦量 电流和电 压的关系 大小 ，， ， ， 相位 与同相位 阻抗 电阻 感抗 容抗 有功功率 0 0 无功功率 0 8 4.串、并联电路性能比较 项目 串联电路 并联电路 阻抗 电流和电压的 关系 大小 ， ， 相位 ，电压超前电流 ，电压滞后电流 ，电压电流同相 ，电流超前电压 ，电流滞后电压 ，电压电流同相 有功功率 9 无功功率 视在功率 ， ， 续表 5.串联谐振电路 (1)谐振条件为，且为纯电阻。 (2)谐振频率为。 (3)总阻抗最小，；总电流最大，；电流与电源电压同相，。 (4)电阻两端电压等于总电压，电感和电容两端的电压相等，且为总电压的倍。串 联谐振也称为电压谐振。 (5)特性阻抗与谐振频率无关，的单位是。 (6)称为电路的品质因数，。 11 6.串联谐振电路选择性、通频带与品质因数的关系 值越高，选择性越好，反之越差；值越高，通频带越窄，反之越宽。既要 考虑选择性，又要考虑通频带，因此值应选得恰当合理。 12 7.实际线圈与电容的并联谐振电路 (1)谐振时，电路的总阻抗最大，且为纯电阻。 (2)谐振频率。 (3)谐振电路总电流最小。 (4)总电流与电压同相，，电路呈电阻性。 (5)电感和电容上的电流相等，且为总电流的倍，因此并联谐振又称为电流谐振。 8.提高功率因数的意义和方法 意义：①提高供电设备的能量利用率；②减小输电线路上的能量损失。 方法：①提高用电设备本身的功率因数；②在电感性负载上并联电容器，并 联电容的电容直为。 13 三、高考常考题选讲 14 (一)、判断题 1.额定电流为的发电机，只接了的照明负载，还有的电流就损失了。 (