第八章 正弦交流电路(周绍敏)

电工技术基础与技能 主编 周绍敏

《电工技术基础与技能》演示文稿

8

正弦交流电路

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电工技术基础与技能 主编 周绍敏

《电工技术基础与技能》演示文稿8 正弦交流电路

教学重点1.掌握电阻、电感、电容元件的交流特性。 2.掌握 RLC 串联电路与并联电路的分析计算方法，理 解阻抗与阻抗角的物理意义。 3.理解交流电路中有功功率、无功功率、视在功率以 及功率因数的概念。

教学难点1.熟练掌握分析、计算交流电路电压、电流、阻抗、 阻抗角、功率等方法。

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《电工技术基础与技能》演示文稿8 正弦交流电路

8.1 8.2 8.3 8.4 8.5

纯电阻电路 纯电感电路 纯电容电路 电阻、电感、电容的串联电路 交流电路的功率

单元小结

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《电工技术基础与技能》演示文稿8.1 纯电阻电路

一、电压、电流的瞬时值关系 二、电压、电流的有效值关系 三、相位关系

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《电工技术基础与技能》演示文稿只含有电阻元件的交流电路称为纯电阻电路，如含有白 炽灯、电炉、电烙铁等的电路。一、电压、电流的瞬时值关系

电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。 设加在电阻 R 上的正弦交流电压瞬时值 u = Umsin( t),则通 过该电阻的电流瞬时值 u U i m sin( t ) I msin( t ) R R 其中Im Um R

是正弦交流电流的最大值。这说明，正弦交流电压和电流的 最大值之间满足欧姆定律。高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press

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《电工技术基础与技能》演示文稿二、电压、电流的有效值关系

电压、电流的有效值关系又称为大小关系。 由于纯电阻电路中正弦交流电压和电流的最大值之间 满足欧姆定律，因此把等式两边同时除以 2 ,即得到有 效值关系，即 U I 或 U RI R 这说明，正弦交流电压和电流的有效值之间也满足欧姆 定律。

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《电工技术基础与技能》演示文稿三、相位关系

电阻两端的电压 u 与通过它的电流 i 同相，其波形图 和矢量图如图 8-1 所示。

图 8-1 电阻两端的电压 u 与电流 i 的波形图和矢量图高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press

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《电工技术基础与技能》演示文稿【例 8-1】在纯电阻电路中，已知电阻 R = 44 ,交流电压u = 311sin(314t + 30 ) V,求通过该电阻的电流大小，并写出电 流的解析式。 解：解析式 i u 7.07 sin(314t + 30 ) A,大小(有效值)为R

I

7.07 A 5A 2

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《电工技术基础与技能》演示文稿8.2 纯电感电路

一、电感对交流电的阻碍作用 二、

电感电流与电压的关系

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《电工技术基础与技能》演示文稿一、电感对交流电的阻碍作用

1.感抗的概念反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数称为感抗。

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《电工技术基础与技能》演示文稿纯电感电路中通过正弦交流电流的时候，所呈现的感 抗

XL= L=2 fL

式中，自感系数L的国际单位制单位是H (亨),常用的单位 还有mH (毫亨) 、 H (微亨) 、 nH (纳亨 ) 等，它们与 H 的换算关系为 1 mH = 10 3 H,1 H = 10 6 H ,1 nH = 10 9 H。 如果线圈中不含有导磁介质，则称为空心电感或线性 电感，线性电感 L 在电路中是一常数，与外加电压或通电 电流无关。 如果线圈中含有导磁介质时，则电感 L 将不是常数， 而是与外加电压或通电电流有关的量，这样的电感称为非 线性电感，例如铁心电感。高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press

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《电工技术基础与技能》演示文稿3.线圈在电路中的作用用于“通直流、阻交流”的电

感线圈称为低频扼流圈，用于“通 低频、阻高频”的电感线圈称为高 频扼流圈。

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《电工技术基础与技能》演示文稿二、电感电流与电压的关系

1.电感电流与电压的大小关系电感电流与电压的大小关系 I U XL

显然，感抗与电阻的单位相同，都是 (欧)。

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《电工技术基础与技能》演示文稿2.电感电流与电压的相位关系电感电压比电 流超前90 (或 /2), 即电感电流比电压 滞后 90 ,如图 8-2 所示。

图 8-2 电感电压与电流的波形图与矢量图

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