专题七 单相交流电路（教案）-山东省职教高考《汽车电工电子基础》（高教版）专题复习讲练测

专题七.单相交流电路（讲义）-《汽车电工电子基础》（高教版）专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解纯电阻、纯电感和纯电容电路的基本特性，包括电流与电压的相位关系和功率计算方法。 2.能够分析电阻、电感和电容器串联电路的总阻抗和相位差，理解其对电路性能的影响。 3.掌握功率系数的概念及其在电路中的重要性，了解提高功率因数的方法和意义。 4.能够运用所学知识解决相关的计算和实际问题，例如计算电路中的电流、电压、功率等参数。 5.理解电路中各种元件的作用和相互关系，能够在实际应用中合理选择和配置电路元件，提高电路的效率和可靠性。 [课时安排] 1课时 [知识梳理] 1.把负载接到交流电源上组成的电路称为交流电路。交流电路按电源中交变电动势的个数分为单相交流电路和三相交流电路。单相交流电路只有一个交变电动势,三相交流电路有三个交变电动势。 2.交流电路中的负载元件有电阻、电感和电容。如果只有单纯的电阻(或电感、电容),则电路称为纯电阻(或纯电感、电容)电路。严格地讲,纯电路是没有的。例如,用绝缘铜线绕制成的电感器件,在接通电路时,它的导线电阻和匝与匝之间的电容也会对电路产生影响,当这个影响远远小于电感本身的作用效果时,是可以忽略不计的。所以,分析计算纯电路得到的结论和规律不仅适用于很多实际场合,而且实际交流电路的分析计算也是以纯电路为基础的。 3.直流电路分析计算的基本定律、定理和公式都适用于交流电路,但交流电路分析计算远远比直流电路复杂。这是因为正弦量是随时间变化的,在确定各量之间的关系时,不但要找出其数量关系,还要明确其相位关系。参考方向的概念同样适用于交流电路,应用时,在同一电路的电动势、电压和电流中可任意选一个量作参考方向,则另两个量的方向就与其相关联,如,假设了纯电阳电路电压的参考方向以后,电动势的方向要与电压的方向相反,电流的方向要与电压的方向相同。 4.只有类似白炽灯、电炉等作交流电路中负载的电路称为纯电阻电路。 5.电阻和分布电容可忽略的电感线圈作交流电路负载的电路,称为纯电感电路。 6.介质损耗和分布电感都可忽略不计的电容作交流电路负载的电路,称为纯电容电路。 7.实际中的电容器与电感线圈串联的电路,都可以简化等效为电阻、电感和电容器串联的电路(以下用RLC表示)。如图3-16所示,这种电路是具有一般意义的典型电路,因为它包含了电阻、电感和电容三个不同的电路元件,能体现交流电路的一般特点。 8.提高功率因数的意义 电力系统中的大多数负载是感性负载(如电动机、变压器等),这些负载的功率因数较低,由此引起的后果是: (1)电源设备的容量不能充分利用。电源设备(发电机或变压器)都是根据额定电压U和额定电流设计制造的,其额定容量为S,=UL,但它所能发出的有功功率却还与所接负载功率因数有关,即P=UeIecosφ=Secosφ。当负载的功率因数越小时,电源设备所发出的有功功率越小。 (2)在线路上引起较大的电压降和功率损失。在一定电压下向负载输送一定有功功率时P负载的cosp越小,线路的电流=--就越大,这时线路电阻上的功耗和线路阻抗产生的压降也就越大。这不仅造成电能浪费,还会因负载端电压降低而影响负载正常工作。因此,提高负载的功率因数,能使发电设备得到合理且充分的利用,提高输电效率和改善供给。 9.提高功率因数的方法 (1)提高用电设备自身的功率因数。一般感性负载的用电设备,应尽量避免在轻载或空载状态下运行,因为轻载或空载时的功率因数比满载时小得多(例如异步电动机,空载时cosφ=0.2~0.3,满载时 cos p=0.8~0.85)。 (2)并联补偿。针对电力系统中大多为感性负载的特点,人们采取在负载两端并联电容器的方法来提高功率因数,称为并联补偿。 [真题练讲] 1. (2019年•山东省统一考试) 在纯电阻电路中，电压与电流的相位关系是： A) 90° B) 45° C) 0° D) -90° 解析：正确答案：C。在纯电阻电路中，电压与电流是同相的，相位差为0°。 2. (2018年•广东省统一考试) 纯电感电路中，电流滞后于电压的相位角度为： A) 90° B) 45° C) 0° D) -90° 解析：正确答案：A。在纯电感电路中，电流滞后于电压90° 3. (2019年•山东省统一考试)在纯电容电路中，电流超前于电压的相位角度为： A) 90° B) 45° C) 0° D) -90° 解析：正确答案：D。在纯电容电路中，电流超前于电压90°。 4. (2016年•山东省统一考试) 在电路中，功率系数的提高可以通过什么方式实现？ A) 减少电流 B) 加装功率因数校正装置 C) 增加电压 D) 减少电阻 解析：正确答案：D。加装功率因数校正装置可以提高功率因数，从而提高电路的效率。 5. (20