《電工電子技術(shù)》課件-單一元件的正弦交流電路

單一元件的正弦交流電路電阻元件（R）電容元件（C）電感元件（L）概述元件在正弦交流電路中的伏安關(guān)系。元件在正弦交流電路中的功率。純電阻電路

1.伏安特性（電壓電流關(guān)系）設(shè)純電阻電路中，電壓、電流參考方向如圖所示：純電阻電路設(shè)，根據(jù)歐姆定律，則：式中，或。可見(jiàn)，

R

等于電壓與電流有效值或最大值之比。純電阻電路（1）表達(dá)式：。（2）波形圖：電壓電流（三要素）關(guān)系——角頻率相同、初相位相同、幅值關(guān)系。純電阻電路

2.功率（1）瞬時(shí)功率（2）平均功率（有功功率）有功功率：電阻有功功率：純電阻電路單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際發(fā)出或消耗的交流電能量。單位時(shí)間內(nèi)消耗的交流電能量。解純電阻電路例：在純電阻電路中，已知電阻R=44Ω

，交流電壓u=311sin(314t+30°)V，求通過(guò)該電阻的電流大?。坎?xiě)出電流的解析式。分析：根據(jù)電阻元件的伏安特性（1）角頻率相同（2）初相相同（3）幅值關(guān)系

解析式：I=7.071sin(314t+30°)A

純電感電路

1.伏安特性（電壓電流關(guān)系）設(shè)純電感電路中，電壓、電流參考方向如圖所示：純電感電路設(shè)，由電感元件的伏安關(guān)系，得：

因純電感電路

電感特性：感抗與頻率

f

和L

成正比。因此電感線圈對(duì)高頻電流的阻礙作用很大，而對(duì)直流可視為短路。

感抗：。純電感電路（1）表達(dá)式：。（2）波形圖：電壓電流（三要素）關(guān)系：角頻率相同；初相位電壓超前電流90°；幅值關(guān)系。純電感電路

2.功率（1）瞬時(shí)功率（2）平均功率（有功功率）純電感電路當(dāng)

u、i

實(shí)際方向相反時(shí)（

i

減小）p<

0

，電感提供功率。

當(dāng)

u、i

實(shí)際方向相同時(shí)（

i

增長(zhǎng)）p

>

0，電感吸收功率；電感不消耗功率，它是儲(chǔ)能元件。純電感電路（3）無(wú)功功率電感與電源之間能量交換的規(guī)模稱為無(wú)功功率（Q）。其值為瞬時(shí)功率的最大值，單位為乏（var）

。純電感電路例：把一個(gè)L

=0.1H的電感接到f=50Hz，U=10V的正弦電源上，求I，如保持U

不變，而電源f=5000Hz。這時(shí)，I為多少？純電感電路例：把一個(gè)L

=0.1H的電感接到f=50Hz，U=10V的正弦電源上，求I，如保持U

不變，而電源f=5000Hz。這時(shí)，I為多少？解：（1）當(dāng)f=50Hz時(shí)，純電感電路例：把一個(gè)L

=0.1H的電感接到f=50Hz，U=10V的正弦電源上，求I，如保持U

不變，而電源f=5000Hz。這時(shí)，I為多少？解：（2）當(dāng)f=5000Hz時(shí)，純電容電路

1.伏安特性（電壓電流關(guān)系）設(shè)純電容電路中，電壓、電流參考方向如圖所示：純電容電路設(shè)，由電容元件的伏安關(guān)系，得i=CUmcost

因i=

Imsin(t+90)

電容特性：容抗與頻率

f

，電容C

成反比。因此，電容元件對(duì)高頻電流所呈現(xiàn)的容抗很小，而對(duì)直流所呈現(xiàn)的容抗趨于無(wú)窮大，故可視為開(kāi)路。

容抗：。純電容電路純電容電路（1）表達(dá)式：。（2）波形圖：電壓電流（三要素）關(guān)系：角頻率相同；初相位電流超前電壓90°；幅值關(guān)系。純電容電路

2.功率（1）瞬時(shí)功率（2）平均功率（有功功率）純電容電路純電容電路當(dāng)

u、i

實(shí)際方向相反時(shí)（

u

減小）p<

0

，電容提供功率。

當(dāng)

u、i

實(shí)際方向相同時(shí)（

u