6.6 安装与测试RC串联交流电路（课件）-《电工基本电路安装与测试》同步精品课堂(高教版·第2版)

项目6 安装与测试单相交流电源 6.6 安装与测试RC串联交流电路 《电工基本电路安装与测试》（高教版•第2版） 同步精品课堂 1 学习目标 知识目标 1.理解 RC 串联电路的组成和连接方式。 2.掌握 RC 串联电路电压、电流关系。 能力目标 1.能够正确连接 RC 串联交流电路。 2.学会分析计算 RC 串联电路的功率。 情感目标 1.培养学生对电工电路的学习兴趣。 2.增强学生解决电路问题的自信心。 项目6 安装与测试单相交流电源 导入情景 01 为什么这个电路中需要电容和电阻串联？它们各自起到什么作用？ 思考： 新知学习 02 一、任务实施 1.安装 RC 串联交流电路 将一只电阻器与电容器串联起来，两端接上交流电源，就组成了RC串联交流电路如图6.46(a)所示，图6.46(b)所示是它的实物图。 安装： 新知学习 02 一、任务实施 2.测试 RC 串联交流电路的电压与电流 用交流电压表和交流电流表分别测量电阻器R和电容器C两端的电压、电路的总电压和通过电路的电流，将测量结果填人表中。 测试： 新知学习 02 一、任务实施 3.分析 RC 串联交流电路的电压与电流关系 那么，RC串联交流电路的总电压与分电压的关系如何?如何分析RC串联交流电路呢? 关系： 思考： 新知学习 02 一、任务实施 3.分析 RC串联交流电路的电压与电流关系 设通过 RC 串联交流电路的电流为 则电阻两端的电压为 电容两端的电压为 关系： 新知学习 02 一、任务实施 3.分析 RC 串联交流电路的电压与电流关系 电路总电压的瞬时值等于各个元件电压瞬时值之和，即 关系： 新知学习 02 一、任务实施 3.分析 RC串联交流电路的电压与电流关系 由图 6.47 可以看出，电路的总电压 U与各分电压UR、UC构成电压三角形。由电角形可得总电压有效值和分电压有效值之间的关系为 总电压与电流间的相位差为 关系： 新知学习 02 一、任务实施 3.分析 RC串联交流电路的电压与电流关系 由电压三角形可得总电压有效值和分电压有效值之间的关系为 总电压与电流间的相位差为 关系： 新知学习 02 一、任务实施 4.分析 RC 串联交流电路的阻抗 因为串联电路的电流处处相等，将电压表达式两边同时除以电流 则： RC 串联交流电路的阻抗，是电阻、电容共同作用的结果。 分析： 新知学习 02 一、任务实施 4.分析 RC 串联交流电路的阻抗 设 则 把Z称为交流电路的阻抗，是电阻、电感共同作用的结果。 分析： 新知学习 02 一、任务实施 4.分析 RC 串联交流电路的阻抗 RC串联交流电路的阻抗三角形如图6.48所示。阻抗三角形与电压三角形是相似三角形。 由图 6.48 可得 分析： 新知学习 02 一、任务实施 5.分析 RC 串联交流电路的功率 将电压表达式两边同时乘以电流 则： 公式： 新知学习 02 一、任务实施 5.分析 RC 串联交流电路的功率 RC串联交流电路的功率三角形 如图6.49所示。 功率三角形与电压三角形是相似三角形。 公式： 新知学习 02 一、任务实施 5.分析 RC 串联交流电路的功率 由图 6.49 可得 RC 串联交流电路的有功功率为 RC 串联交流电路的无功功率为 RC串联交流电路的功率因数为 功率 新知学习 02 二、任务拓展 1.提高功率因数的意义 (1)提高供电设备的能量利用率 由公式 当视在功率(即供电设备的容量)一定时，功率因数越大，用电设备的有功功率也越大，电源的利用率就越高。 新知学习 02 一、任务实施 (2)减少输电线路的能量损失 输电线路的能量损失主要是输电线路电流的热效应引起的，其损失的能量为 由公式可知： 电流I将减小。因此，输电线路电流的热效应引起的能量损失 O也减小了 分析： 新知学习 02 二、任务拓展 2.提高功率因数的方法 如图6.50所示是工程实际中常见的感性负载与电容器并联的交流电路，如实际线圈与电容器的并联电路。 新知学习 02 二、任务拓展 设感性负载与电容并联交流电路的电压为 线圈支路电流的有效值为 线圈支路电流比电压滞后 新知学习 02 二、任务实施 线圈支路电流的瞬时值为 电容支路的电流为 电路总电流的瞬时值等于各支路电流瞬时值之和，即 新知学习 02 二、任务实施 由图6.51可以看出，电路的总电流为 总电流与电压的相位差为 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 1.在RC串联交流电路中，以下哪个元件对电流有阻碍作用？（ ） A. 只有电阻 B. 只有电容 C. 电阻和电容都有 D. 都没有 答案：C 解析：电阻和电容在交流电路中都会对电流产生阻碍作用，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 2.RC串联交流电路中，电流在整个电路中的（ ）。 A. 大小和相位都相同 B. 大小相同，相位不同 C. 大小不同，相位相同 D. 大小和相位都不同 答案：A 解析：串联电路电流处处相等，包括大小和相位，答案为 A。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 3.对于RC串联交流电路的总电压和分电压关系，正确的是（ ）。 A. 总电压等于分电压之和 B. 总电压总是大于分电压之和 C. 总电压总是小于分电压之和 D. 总电压与电阻两端电压和电容两端电压之和没有固定关系 答案：D 解析：总电压与电阻两端电压和电容两端电压之和没有简单的相加关系，答案为 D。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 4. RC串联交流电路的阻抗是由（ ）共同作用的结果。 A. 电阻和电感 B. 电阻和电容 C. 电感和电容 D. 电压和电流 答案：B 解析：阻抗是由电阻和电容共同决定的，答案为 B。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 5.以下关于RC串联交流电路中功率的说法，错误的是（ ）。 A. 视在功率是总电压有效值与总电流有效值的乘积 B. 有功功率是视在功率乘以功率因数 C. 无功功率是视在功率乘以正弦值（某个角度的正弦值） D. 功率因数是有功功率与视在功率的比值，与电容和电阻无关 答案：D 解析：功率因数与电路中的电阻和电容有关，答案为 D。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 6.在分析RC串联交流电路时，我们通常以（ ）为参考来分析电压和电流的相位关系。 A. 电阻两端电压 B. 电容两端电压 C. 总电压 D. 电流 答案：D 解析：通常以电流为参考来分析电压和电流的相位关系，答案为 D。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 7.以下哪种电路属于RC串联交流电路的应用？（ ） A. 荧光灯电路 B. 变压器电路 C. 移相电路 D. 电动机电路 答案：C 解析：移相电路是串联交流电路的应用，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 8.如果RC串联交流电路中的电容值增大，其他条件不变，那么总电压与电流的相位差会（ ）。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 答案：A 解析：电容值增大时，相位差会增大，答案为 A。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 二、简答题 1.简RC述串联交流电路中电压三角形、阻抗三角形和功率三角形的关系。 答案： 这三个三角形都是相似三角形。 它们的对应边成比例，对应角相等。例如，电压三角形三边分别对应总电压、电阻两端电压和电容两端电压；阻抗三角形三边分别对应阻抗、电阻和容抗；功率三角形三边分别对应视在功率、有功功率和无功功率。 通过这些三角形可以方便地分析电路中的电压、阻抗和功率关系。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 2.请举例说明RC串联交流电路在实际生活中的应用，并简要解释其原理。 答案： 例如在音响设备中，可用于音频信号的耦合和滤波。在耦合电路中，利用电容的隔直流通交流特性和电阻的分压作用，将前级信号传递到后级，同时阻挡直流成分，保证音频信号的质量。在滤波电路中，根据电容对不同频率信号的容抗不同，与电阻配合，滤除不需要的频率成分，使音频信号更加纯净。 课堂小结 04 作业布置 05 1. 简述RC串联电路电压关系，巩固知识。 2. 分析RC移相电路工作原理，强化理解。 3. 计算给定RC电路的功率因数，提升能力。 感谢观看 $$