正弦交流電路中的RLC特性演示文稿

1、正弦交流電路中的RLC特性演示文稿第一頁，共七十四頁。優(yōu)選正弦交流電路中的RLC特性第二頁，共七十四頁。1. 頻率相同 2. 相位相同 3. 有效值關系： 電阻電路中電流、電壓的關系4. 相量關系：設 則 或 第三頁，共七十四頁。電阻電路中的功率 u i R 1. 瞬時功率 p：瞬時電壓與瞬時電流的乘積小寫 第四頁，共七十四頁。1. （耗能元件）結論：2. 隨時間變化 3. 與 成比例 t uipt第五頁，共七十四頁。2. 平均功率（有功功率）P：一個周期內(nèi)的平均值 大寫 u i R 第六頁，共七十四頁。 基本關系式：i u L 設 則 3-4.2 電感元件的交流電路 第七頁，共七十四頁。電感

2、電路中電流、電壓的關系 1. 頻率相同 2. 相位相差 90 （u 領先 i 90 ）i u 設：第八頁，共七十四頁。3. 有效值 感抗（）定義：則：第九頁，共七十四頁。4. 相量關系設：則：第十頁，共七十四頁。電感電路中歐姆定律的相量形式其中含有幅度和相位信息？領先！ 第十一頁，共七十四頁。感抗（XL =L ）是頻率的函數(shù)， 表示電感電路中電壓、電流有效值之間的關系，且只對正弦波有效。 XL = 0 時 XL = 0 關于感抗的討論 e +_L R 直流E +_R第十二頁，共七十四頁。電感電路中的功率1. 瞬時功率 p ：iuL第十三頁，共七十四頁。儲存 能量P 0P 0uiuiuiuiui

3、第十四頁，共七十四頁。 2. 平均功率 P （有功功率）結論：純電感不消耗能量，只和電源進行能量 交換（能量的吞吐）。第十五頁，共七十四頁。3. 無功功率 QQ 的單位：乏、千乏 (var、kvar) Q 的定義：電感瞬時功率所能達到的最大值。用 以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。第十六頁，共七十四頁?；娟P系式: 設：u i C 則：3-4.3 電容元件的交流電路 第十七頁，共七十四頁。 1. 頻率相同 2. 相位相差 90 （u 落后 i 90 ）電容電路中電流、電壓的關系iu第十八頁，共七十四頁。3. 有效值 或 容抗（）定義：則：I第十九頁，共七十四頁。 4. 相量關系 設： 則： 第二

4、十頁，共七十四頁。電容電路中歐姆定律的相量形式其中含有幅度和相位信息領先！ 第二十一頁，共七十四頁。E +- e +-關于容抗的討論 直流 是頻率的函數(shù)， 表示電容電路中電壓、電流有效值之間的關系，且只對正弦波有效。容抗0 時 C斷路第二十二頁，共七十四頁。電容電路中的功率u i 1. 瞬時功率 p 第二十三頁，共七十四頁。充電p 放電放電P 0儲存 能量u i u i u i u i i u tt第二十四頁，共七十四頁。 2. 平均功率 P第二十五頁，共七十四頁。瞬時功率達到的最大值（吞吐規(guī)模）3. 無功功率 Q（電容性無功取負值）第二十六頁，共七十四頁。已知： C 1F 求：I 、i 例

5、u i C解：電流有效值求電容電路中的電流第二十七頁，共七十四頁。瞬時值電流有效值相量圖第二十八頁，共七十四頁。1. 單一參數(shù)電路中的基本關系電路參數(shù)基本關系復阻抗L 復阻抗電路參數(shù)基本關系C 電路參數(shù)R 基本關系復阻抗小 結 第二十九頁，共七十四頁。 在正弦交流電路中，若正弦量用相量 表示， 電路參數(shù)用復數(shù)阻抗（ ) 表示，則直流電路中介紹的基本定律、公式、分析方法都能用。 電阻電路 電感電路電容電路復數(shù)形式的歐姆定律2. 單一參數(shù)電路中復數(shù)形式的歐姆定律 第三十頁，共七十四頁。* 電壓、電流瞬時值的關系符合歐姆定律、克氏 定律。uLi uRu RL3.簡單正弦交流電路的關系(以R-L電路為

6、例） 第三十一頁，共七十四頁。* 電流、電壓相量符合相量形式的歐姆定律、克氏 定律R L 第三十二頁，共七十四頁。在電阻電路中：正誤判斷？ ？瞬時值 第三十三頁，共七十四頁。在電感電路中：正誤判斷？ 第三十四頁，共七十四頁。第三十五頁，共七十四頁。若則電流、電壓的關系：u R LC i（一）3-5.1 R-L-C串聯(lián)交流電路 3-5 R-L-C串、并聯(lián)交流電路 第三十六頁，共七十四頁。總電壓與總電流 的關系式 相量方程式：則相量模型 R L C 設（參考相量）第三十七頁，共七十四頁。R-L-C串聯(lián)交流電路 - 相量圖相量表達式：R L C電壓三角形第三十八頁，共七十四頁。Z：復數(shù)阻抗實部為阻

7、虛部為抗 容抗感抗令則R-L-C串聯(lián)交流電路中的 復數(shù)形式歐姆定律 復數(shù)形式的 歐姆定律R L C 第三十九頁，共七十四頁。在正弦交流電路中，只要物理量用相量表示, 元件參數(shù)用復數(shù)阻抗表示，則電路方程式的形式與直流電路相似。 是一個復數(shù)，但并不是正弦交流 量，上面不能加點。Z在方程式中只是一個運算工具。 Z 說明： R L C 第四十頁，共七十四頁。關于復數(shù)阻抗 Z 的討論由復數(shù)形式的歐姆定律 可得：結論：的模為電路總電壓和總電流有效值之比， 而的幅角則為總電壓和總電流的相位差。（二）（）Z和總電流、總電壓的關系第四十一頁，共七十四頁。（） Z 和電路性質(zhì)的關系一定時電 路性質(zhì)由參 數(shù)決定 當

8、 時， 表示 u 領先 i 電路呈感性 當 時， 表示 u 、i同相 電路呈電阻性 當 時， 表示 u 落后 i 電路呈容性 阻抗角第四十二頁，共七十四頁。R L C 假設R、L、C已定， 電路性質(zhì)能否確定？ （阻性？感性？容性？）不能！與頻率有關 當不同時，可能出現(xiàn)： XL XC ，或 XL XC , 或 XL =XC 。 第四十三頁，共七十四頁。（）阻抗（Z）三角形阻抗 三角形第四十四頁，共七十四頁。（）阻抗三角形和電壓三角形的關系電壓三 角形阻抗三 角形相 似 第四十五頁，共七十四頁。（三）R、L、C 串聯(lián)電路中的功率計算1. 瞬時功率 2. 平均功率 P （有功功率） uRLCi第四十

9、六頁，共七十四頁。總電壓平均功率P與總電壓U、總電流 I 間的關系： - 功率因數(shù) 其中： 第四十七頁，共七十四頁。 在 R、L、C 串聯(lián)的電路中，儲能元件 R、L、C 雖然不消耗能量，但存在能量吞吐， 吞吐的規(guī)模用無功功率來表示。其大小為： 3. 無功功率 Q：第四十八頁，共七十四頁。4. 視在功率 S： 電路中總電壓與總電流有效值的乘積。單位：伏安、千伏安P Q S 注： SU I 用來衡量發(fā)電機可能提供的最大功率（額定電壓額定電流） 視在功率5. 功率三角形： 無功功率有功功率第四十九頁，共七十四頁。_+_p 設 i 領先 u ，（電容性電路）R、L、C 串聯(lián)電路中的功率關系i u 第五

10、十頁，共七十四頁。電壓三角形S Q P 功率三角形R 阻抗三角形RLC第五十一頁，共七十四頁。正誤判斷因為交流物理量除有效值外還有相位。 ？ R L C 在R-L-C串聯(lián)電路中第五十二頁，共七十四頁。？ 正誤判斷而復數(shù)阻抗只是一個運算符號。Z 不能加 “” 反映的是正弦電壓或電流， 第五十三頁，共七十四頁。正誤判斷在正弦交流電路中？ 第五十四頁，共七十四頁。正誤判斷在 R-L-C 串聯(lián)電路中，假設？ ？ 第五十五頁，共七十四頁。正誤判斷在R-L-C串聯(lián)電路中，假設？ 第五十六頁，共七十四頁。3-5.2 R-L-C并聯(lián)交流電路 第五十七頁，共七十四頁。第五十八頁，共七十四頁。第五十九頁，共七十四

11、頁。（一） 簡單串并聯(lián)電路Z1 Z2 iZ1 Z2 3-6 復阻抗電路 第六十頁，共七十四頁。Z1 Z2 iZ1 Z2 Y1、Y2 - 導納 Y1 Y2 第六十一頁，共七十四頁。1、據(jù)原電路圖畫出相量模型圖（電路結構不變） 2、根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖（二）一般正弦交流電路的解題步驟3、用復數(shù)符號法或相量圖求解4、將結果變換成要求的形式第六十二頁，共七十四頁。例1下圖中已知：I1=10A、UAB =100V，求： A 、UO 的讀數(shù)解題方法有兩種：1.利用復數(shù)進行相量運算2.利用相量圖求結果A A B C2 5 UO C1 第六十三頁，共七十四頁。解法1:利用復數(shù)進行相量運算已知：

12、 I1=10A、 UAB =100V，則：A讀數(shù)為 10安 求：A、UO的讀數(shù)即：設：為參考相量，A A B C2 5 UO C1 第六十四頁，共七十四頁。UO讀數(shù)為141伏 求：A、UO的讀數(shù)已知： I1=10A、 UAB =100V，A A B C2 5 UO C1 45第六十五頁，共七十四頁。解法2:利用相量圖求解設：由已知 條件得：、領先 90 45 落后于I=10 A、 UO =141V由圖得：求：A、UO的讀數(shù)已知： I1=10A、 UAB =100V，UC1=I XC1=100V uC1落后于 i 9045A A B C2 5 UO C1 第六十六頁，共七十四頁。例2已知：R1、 R2、L、C 求：各支路電流的大小L C第六十七頁，共七十四頁。相量模型原始電路L C第六十八頁，共七十四頁。解法一結點電位法已知參數(shù)：節(jié) 點 方 程A 第六十九頁，共七十四頁。由結點電位便求出