6.7 安装与测试RLC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 6.7 安装与测试RLC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RLC串联电路的组成与连接方式。 2.掌握RLC串联电路的电压电流关系。 能力目标 1.能够正确连接RLC串联交流电路。 2.学会分析RLC串联电路的功率情况 情感目标 1.培养学生对电工电路学习的热情。 2.增强学生解决电路问题的信心。 项目6 安装与测试单相交流电源 导入情景 01 这个设备中的电路是如何实现信号选择的？”“电路中的电阻、电感和电容分别起到什么作用？ 思考： 新知学习 02 一、任务实施 1.安装 RLC 串联交流电路 将一只电阻器、电感器与电容器串联起来，两端接上交流电源，就组成了 RLC串联交流电路，如图6.52(a)所示，图6.52(b)所示是它的实物图。 安装： 新知学习 02 一、任务实施 2.测试 RLC 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、电感器L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 RLC 串联交流电路电压与电流的关系 那么，RLC串联交流电路的总电压与分电压的关系如何?如何分析RLC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 RLC串联交流电路的电流为 则电阻两端的电压为 电感两端的电压为 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 电容两端的电压为 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 电路的总电压与各分电压构成电压三角形。由电压三角形可得总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 RLC 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 关系： 新知学习 02 一、任务实施 4.分析 RLC 串联交流电路的阻抗 设 则： X=X-X。称为电抗，它是电感与电容共同作用的结果;RLC串联交流电路的阻抗Z是电阻、电抗共同作用的结果。电抗和阻抗的单位均为 。 新知学习 02 一、任务实施 4.分析 RLC 串联交流电路的阻抗 将电压三角形三边同时除以电流I，可以得到由阻抗Z、电阻R和电抗X组成的直角三角形，称为阻抗三角形，如图6.54所示。阻抗三角形和电压三角形是相似三角形。 分析： 新知学习 02 一、任务实施 5.分析 RLC 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 RLC 串联交流电路的功率 将电压三角形三边同时乘以电流I，可以得到由视在功率S、有功功率P和无功功率Q组成的直角三角形，称为功率三角形，如图6.55所示。功率三角形和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 RLC 串联交流电路的功率 由图6.55 可得交流电路的有功功率为 公式： 新知学习 02 一、任务实施 5.分析 RLC 串联交流电路的功率 交流电路的无功功率为 功率因数 当视在功率一定时，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。 功率 新知学习 02 二、任务拓展 1.RLC并联交流电路电流与电压的关系 设 RLC 并联交流电路两端的电压为 则通过电阻的电流为 功率： 新知学习 02 一、任务实施 2..分析 RLC 串联交流电路的功率 通过电感的电流为 通过电容的电流为 电路总电流的瞬时值等于各元件电流瞬时值之和，即 分析： 新知学习 02 二、任务拓展 RLC并联交流电路的矢量图，如图6.57所示 新知学习 02 二、任务拓展 电路的总电流与各分电流构成直角三角形，这个直角三角形称为电流三角形。由电流三角形可得:总电流有效值和分电流有效值之间的关系为 总电压与电流间的相位差为 新知学习 02 二、任务实施 RLC并联交流电路的阻抗 RLC并联交流电路阻抗的分析方法与 RLC串联交流电路阻抗的分析方法相似，即电流表达式两边同时除以电压U,但因为I/U=I/Z等式右边也出现了1/R、1/XL、1/XC。因此，三角形就不再是阻抗三角形了。 新知学习 02 二、任务实施 RLC 并联交流电路的功率 将电流表达式两边同时乘以电压U 则 新知学习 02 二、任务实施 将电流三角形三边同时乘以电压U，可以得到由视在功率S、有功功率P和无功功率Q组成的直角三角形，称为功率三角形，如图6.58所示。功率三角形和电流三角形是相似三角形。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 1.在RLC串联交流电路中，以下哪个元件对电流的阻碍作用与频率无关？（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 都有关 答案：A 解析：电阻对电流的阻碍作用是固定的，与频率无关；电感的感抗和电容的容抗都与频率有关，答案为 A。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 2. RLC串联交流电路中，总电压与各分电压之间的关系是（ ）。 A. 简单相加 B. 简单相减 C. 满足特定的矢量关系 D. 没有确定关系 答案：C 解析：总电压与各分电压构成电压三角形，它们之间满足特定的矢量关系，不是简单的相加或相减，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 3.对于RLC串联交流电路，当电感两端电压大于电容两端电压时，电路呈现（ ）。 A. 电阻性 B. 电感性 C. 电容性 D. 无法确定 答案：B 解析：电感两端电压大于电容两端电压时，总电压超前电流，电路呈电感性，答案为 B。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 4.视在功率的单位是（ ）。 A. 瓦特（W） B. 伏安（VA） C. 欧姆（Ω） D. 安培（A） 答案：B 解析：视在功率是总电压有效值与总电流有效值的乘积，单位是伏安，答案为 B。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 5.在RLC串联交流电路中，有功功率与以下哪个因素无关？（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电流 答案：C 解析：有功功率与电阻和电流有关，电感和电容主要影响无功功率，答案为 C。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 6.在RLC串联交流电路中，功率因数反映了（ ）。 A. 有功功率与视在功率的比例关系 B. 无功功率与视在功率的比例关系 C. 电阻与电感的比例关系 D. 电容与电感的比例关系 答案：A 解析：功率因数等于有功功率与视在功率的比值，反映了它们之间的比例关系，答案为 A。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 7.在RLC并联交流电路中，分析电路时以（ ）为参考正弦量。 A. 电压 B. 电流 C. 电阻 D. 电感 答案：A 解析：因为并联电路电压处处相等，所以以电压为参考正弦量，答案为 A。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 选择题： 8.以下哪种情况会使RLC串联交流电路的功率因数增大？（ ） A. 电阻增大 B. 电感增大 C. 电容增大 D. 电流增大 答案：A 解析：功率因数与电阻有关，电阻增大时，功率因数可能增大，答案为 A。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 简答题 1.简述串联交流电路中阻抗三角形的三边分别对应什么物理量，以及它与电压三角形和功率三角形的关系。 答案： 阻抗三角形三边分别对应阻抗、电阻和电抗。 它与电压三角形和功率三角形都是相似三角形。电压三角形三边对应总电压、电阻两端电压和电感与电容两端电压之差；功率三角形三边对应视在功率、有功功率和无功功率之差。通过这些相似三角形，可以直观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.举例说明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： 例如在收音机调谐电路中应用。收音机通过调节电容值来改变电路的谐振频率，当谐振频率与某一电台信号频率相同时，该信号在电路中产生最强的响应，从而实现选台。这是利用了串联电路在谐振时对特定频率信号的选择性，使所需频率信号顺利通过，其他频率信号被抑制。 课堂小结 04 作业布置 05 1. 分析RLC串联电路谐振条件，巩固知识。 2. 计算给定RLC电路的功率因数，强化计算。 3. 简述RLC串联电路电压三角形原理，加深理解。 感谢观看 $$