第四節(jié) 電阻、電感、電容的串聯(lián)電路課件

1、RUImmRui RUI 純電阻純電阻交流電路交流電路電路中只有電阻的電路中只有電阻的交流電路交流電路相同相同同相同相LXUImmLXui LXUI 純電感純電感交流電路交流電路由電阻很小的電感由電阻很小的電感線圈組成的交流電路線圈組成的交流電路相同相同電壓超前電流電壓超前電流90CXUImmCXui CXUI 純電容純電容交流電路交流電路由電阻很小的電容由電阻很小的電容組成的交流電路組成的交流電路相同相同電壓滯后電流電壓滯后電流90CXui CXUI Rui RUI LXui LXUI CXui CXUI Rui RUI LXui LXUI 在實(shí)際電路中在實(shí)際電路中, ,單一元件電路單一元件

2、電路幾乎是不存在的幾乎是不存在的, ,大部分電氣大部分電氣設(shè)備都可以看成是由兩種及兩設(shè)備都可以看成是由兩種及兩種以上元件組成的。種以上元件組成的。CXui CXUI Rui RUI LXui LXUI 將R、L、C串聯(lián)起來，構(gòu)成RLC串聯(lián)電路，則性質(zhì)如何？由電阻、電感、電容相串聯(lián)所組成的電路，叫做RLC串聯(lián)電路。設(shè)電路中電流：i = Imsin( t) uR =RImsin( t)，uL=XLImsin( t 90)，uC =XCImsin( t 90)根據(jù)基爾霍夫電壓定律根據(jù)基爾霍夫電壓定律(KVL)，在任一時(shí)刻在任一時(shí)刻A、B兩端的總兩端的總電壓電壓u的瞬時(shí)值為的瞬時(shí)值為 u = uR u

3、L uC講授新課講授新課 CLRUUUU0CLUU0CLUU0CLUU00CLUU00CLUU00CLUU練練：已知已知RLC串聯(lián)電路，請(qǐng)根據(jù)已知量判斷該電路呈容性？串聯(lián)電路，請(qǐng)根據(jù)已知量判斷該電路呈容性？呈感性？還是呈電阻性？呈感性？還是呈電阻性？1、XL=4，XC=7 ，R=6 2、XL=12，XC=11 ，R=9 3、XL=5，XC=5 ，R=104、XL=2.5，XC=3.5 ，R=5 5、XL=22，XC=12 ，R=8 容性容性感性感性電阻性練練：1）已知一個(gè)RLC串聯(lián)電路的端電壓u=10sin(314 t + 60)V，流過的電流i=2sin(314 t + 30)A，電路 呈

4、性。 2）已知一個(gè)RLC串聯(lián)電路的端電壓u=10sin(314 t - 60)V，流過的電流i=2sin(314 t -30)A，電路 呈 性。3 ）已知一個(gè)RLC串聯(lián)電路的端電壓u=10sin(314 t - 60)V，流過的電流i=2sin(314 t -60)A，電路 呈 性。 陰影部分稱為電壓三角形，它表明了RLC串聯(lián)電路中總電壓與分電壓之間的關(guān)系。（相量和）2CL2R)(UUUU結(jié)論：ZIXRIXXRIU222CL2)(22XRZRXXUUUCLRCLarctanarctan2CL2R)(UUUUCCLLRIX、UIXIR、RULULU試判斷以下公式在RLC串聯(lián)電路中哪個(gè)對(duì)？哪個(gè)錯(cuò)？

5、CLRUUUUCLRuuuu22CLRUUUU22CLRUUUuRXXCL arctan22)(CLXXRZ1、2、3、4、5、6、CLRUUUU22CLRUUUU22CLRUUUUCLRuuuu公式鞏固公式鞏固求電路圖中未知的電壓及三種情況下的電壓與電流的相位差。求電路圖中未知的電壓及三種情況下的電壓與電流的相位差。VUUUUCLR50)3060(402222VUUUUUUCCCLR11)3(6102222VUUUUCLR7)1212(72222037403060arctanarctanRCLUUU0536113arctanarctanRCLUUU0071212arctanarctanRCL

6、UUU感性電路感性電路容性電路容性電路電阻性電路電阻性電路例題例題1： 在在R-L-C串聯(lián)電路中，交流電源電壓串聯(lián)電路中，交流電源電壓U = 220 V，頻頻率率f = 50 Hz，R = 30 ，L = 445 mH，C = 32 F。試求：試求：(1) 電路中的電流大小電路中的電流大小I；(2) 總電壓與電流的相位差總電壓與電流的相位差 ；(3) 各元各元件上的電壓件上的電壓UR、UL、Uc。分析:要求I、 、 UR、UL、UC可以利用前面的公式來解答。即解：解：(1) XL = 2fL =2 *50*445*10-3 140 10010*32*50*21216fcXc50)100140(

7、30)(2222CLXXRzA4.450220ZUI講解例題講解例題1 .5330100140arctanarctan)2(RXXCL 總電壓比電流超前總電壓比電流超前53.1 ,電路呈電感性電路呈電感性。(3) UR = RI = 30*44=132 V UL = X LI = 140*44=616 V UC = X CI = 100*44=440 V本例題中電感電壓、電容電壓都比電源電壓大，這說明在本例題中電感電壓、電容電壓都比電源電壓大，這說明在交流電路中各元件上的電壓可以比總電壓大，這是交流電交流電路中各元件上的電壓可以比總電壓大，這是交流電路與直流電路特性不同之處。由上題也可得出路與

8、直流電路特性不同之處。由上題也可得出在交流電路在交流電路中總電壓大小不等于各元件電壓之和中總電壓大小不等于各元件電壓之和,即即 CLRUUUU總練練 RLC串聯(lián)電路，已知串聯(lián)電路，已知R=30 , L=127mH, C=40 F,電源電壓電源電壓 u=220 (sin314t+20)V2求: (1)電路的感抗、容抗和阻抗；(2)電流有效值及瞬時(shí)值的表達(dá)式；(3)各部分電壓有效值及瞬時(shí)值的表達(dá)式；(4)作相量圖；解(1) 感抗40101273143LXL容抗80)1040314(/116CXC50)(22CLXXRZ阻抗(2) 電流有效值A(chǔ)ZUI4 . 450/220/)(53 電容性RXXar

9、ctgCL相位差角電流瞬時(shí)值電流瞬時(shí)值)5320314sin(24 . 4ti(3)電阻端電壓VRIUR132304 . 4At)73314sin(24 . 4VtuL)163314sin(2176電感端電壓VXIULL176404 . 4VtuR)73314sin(2132CLRUUUUVtuC)17314sin(2352電容端電壓VXIUCC352804 . 4顯然：CLRUUUU只有：(4)相量圖如下所示：相量圖如下所示：CULURUU.I20IZIXRUUUL222L2R22LXRZ只要將只要將 RLC 串聯(lián)電路中的電容串聯(lián)電路中的電容 C 短路去掉，即令短路去掉，即令 XC = 0，

10、UC = 0，則有關(guān)，則有關(guān) RLC 串聯(lián)電路的公式完全適用串聯(lián)電路的公式完全適用于于 RL 串聯(lián)電路。串聯(lián)電路。IZIXRUUUC222C2R22CXRZ只要將只要將 RLC 串聯(lián)電路中的電感串聯(lián)電路中的電感 L 短路去掉，即令短路去掉，即令XL = 0，UL = 0，則有關(guān)，則有關(guān) RLC 串聯(lián)電路的公式完全適用于串聯(lián)電路的公式完全適用于 RC 串聯(lián)電路。串聯(lián)電路。 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路由由R、L、C串聯(lián)串聯(lián)構(gòu)成的交流電路構(gòu)成的交流電路相同相同ULUC,電壓超前電流電壓超前電流ULUC,電壓滯后電流電壓滯后電流UL=UC,電壓與電流同相電壓與電流同相CLRuuuuCLRUUUUCXui CXUI Rui RUI LXui LXUI CLRuuuuCLRUUUUA5AB1AC0AA電容增大電容增大B