第八章 正弦交流电路优秀PPT.ppt

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1、第八章 正弦交流电路第一页，本课件共有92页第八章正弦交流电路第八章正弦交流电路 教学重点教学重点1掌握电阻、电感、电容元件的交流特性。掌握电阻、电感、电容元件的交流特性。2掌掌握握RLC 串串联联电电路路与与并并联联电电路路的的分分析析计计算算方方法法，理理解阻抗与阻抗角的物理意义。解阻抗与阻抗角的物理意义。3了解了解RLC 串联谐振电路与并联谐振电路的特性。串联谐振电路与并联谐振电路的特性。4理理解解交交流流电电路路中中有有功功功功率率、无无功功功功率率、视视在在功功率率以以及及功功率率因数的概念。因数的概念。教学难点教学难点1熟熟练练掌掌握握分分析析、计计算算交交流流电电路路电电压压、电

2、电流流、阻阻抗抗、阻阻抗抗角角、功率等方法。、功率等方法。2理解谐振电路选频特性的原理。理解谐振电路选频特性的原理。第二页，本课件共有92页学学时时分分配配序号序号内容内容学时学时1第一节纯电阻电路第一节纯电阻电路22第二节纯电感电路第二节纯电感电路23第三节纯电容电路第三节纯电容电路24第四节电阻、电感、电容的串联电路第四节电阻、电感、电容的串联电路25第五节串联谐振电路第五节串联谐振电路26第六节电阻、电感、电容的并联电路第六节电阻、电感、电容的并联电路27第七节电感线圈和电容器的并联谐振电路第七节电感线圈和电容器的并联谐振电路28第八节交流电路的功率第八节交流电路的功率29实验实验8.1

3、单相交流电路单相交流电路210实验实验8.2串联谐振电路串联谐振电路211实验实验8.3日光灯电路日光灯电路212本章小结与习题本章小结与习题213本章总学时本章总学时24第三页，本课件共有92页第八章正弦交流电路第八章正弦交流电路第一节纯电阻电路第一节纯电阻电路第二节纯电感电路第二节纯电感电路第三节纯电容电路第三节纯电容电路第四节电阻、电感、电容的串联电路第四节电阻、电感、电容的串联电路第五节串联谐振电路第五节串联谐振电路第六节电阻、电感、电容的并联电路第六节电阻、电感、电容的并联电路第七节电感线圈和电容器的并联谐振电路第七节电感线圈和电容器的并联谐振电路第八节交流电路的功率第八节交流电路的

4、功率本章小结本章小结第四页，本课件共有92页第一节纯电阻电路第一节纯电阻电路一、电压、电流的瞬时值关系一、电压、电流的瞬时值关系二、电压、电流的有效值关系二、电压、电流的有效值关系三、相位关系三、相位关系第五页，本课件共有92页只只含含有有电电阻阻元元件件的的交交流流电电路路叫叫做做纯纯电电阻阻电电路路，如如含含有有白白炽炽灯灯、电炉、电烙铁等的电路。电炉、电烙铁等的电路。一、电压、电流的瞬时值关系一、电压、电流的瞬时值关系电电阻阻与与电电压压、电电流流的的瞬瞬时时值值之之间间的的关关系系服服从从欧欧姆姆定定律律。设设加加在在电电阻阻R 上上的的正正弦弦交交流流电电压压瞬瞬时时值值为为u=Um

5、sin(t)，则则通通过过该电阻的电流瞬时值为该电阻的电流瞬时值为其中其中是是正正弦弦交交流流电电流流的的最最大大值值。这这说说明明，正正弦弦交交流流电电压压和和电电流流的的最大值之间满足欧姆定律。最大值之间满足欧姆定律。第六页，本课件共有92页二、电压、电流的有效值关系二、电压、电流的有效值关系电压、电流的有效值关系又叫做大小关系。电压、电流的有效值关系又叫做大小关系。由由于于纯纯电电阻阻电电路路中中正正弦弦交交流流电电压压和和电电流流的的最最大大值值之之间间满满足足欧欧姆姆定定律律，因因此此把把等等式式两两边边同同时时除除以以，即即得得到到有有效值关系，即效值关系，即这这说说明明，正正弦弦

6、交交流流电电压压和和电电流流的的有有效效值值之之间间也也满满足足欧欧姆姆定定律。律。第七页，本课件共有92页三、相位关系三、相位关系电电阻阻的的两两端端电电压压u 与与通通过过它它的的电电流流i 同同相相，其其波波形形图图和和相相量量图如图图如图8-1所示。所示。图图8-1电阻电压电阻电压u 与电流与电流i 的波形图和相量图的波形图和相量图第八页，本课件共有92页【例例8-1】在在纯纯电电阻阻电电路路中中，已已知知电电阻阻R=44，交交流流电电压压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。，求通过该电阻的电流大小？并写出电流的解析式。解：解析式解：解析式

7、sin(314t+30)A，大小，大小(有效值有效值)为为第九页，本课件共有92页第二节纯电感电路第二节纯电感电路一、电感对交流电的阻碍作用一、电感对交流电的阻碍作用二、电感电流与电压的关系二、电感电流与电压的关系第十页，本课件共有92页1感抗的概念感抗的概念反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗感抗。动画动画M8-1电感对电流阻碍作用电感对电流阻碍作用一、电感对交流电的阻碍作用一、电感对交流电的阻碍作用第十一页，本课件共有92页2.感抗的因素感抗的因素动画动画 M8-2影响感抗的因素影响感抗的因素第十二页，本课件共有92页纯纯电电感感电电路路中中

8、通通过过正正弦弦交交流流电电流流的的时时候候，所所呈呈现现的的感感抗为抗为 XL=L=2 fL式式中中，自自感感系系数数L的的国国际际单单位位制制是是亨亨利利(H)，常常用用的的单单位位还还有有毫毫亨亨(mH)、微微亨亨(H)，纳纳亨亨(nH)等等，它它们们与与H的的换换算算关关系为系为1mH=10 3H，1 H=10 6H，1nH=10 9H。如如果果线线圈圈中中不不含含有有导导磁磁介介质质，则则叫叫作作空空心心电电感感或或线线性性电电感感，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。在电路中是一常数，与外加电压或通电电流无关。如如果果线线圈圈中中含含有有导导磁磁介介质质

9、时时，则则电电感感L 将将不不是是常常数数，而而是是与与外外加加电电压压或或通通电电电电流流有有关关的的量量，这这样样的的电电感感叫叫做做非非线线性性电电感感，例如铁心电感。，例如铁心电感。第十三页，本课件共有92页3线圈在电路中的作用线圈在电路中的作用用用于于“通通直直流流、阻阻交交流流”的的电电感感线线圈圈叫叫做做低低频频扼扼流流圈圈，用用于于“通通低低频频、阻高频阻高频”的电感线圈叫做的电感线圈叫做高频扼流圈高频扼流圈。第十四页，本课件共有92页显然，感抗与电阻的单位相同，都是欧姆显然，感抗与电阻的单位相同，都是欧姆()。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电感电流与电压的

10、大小关系电感电流与电压的大小关系动画动画M8-3电感电压与电流电感电压与电流二、电感电流与电压的关系二、电感电流与电压的关系第十五页，本课件共有92页2电感电流与电压的相位关系电感电流与电压的相位关系电电感感电电压压比比电电流流超超前前90(或或/2)，即即电电感感电电流流比比电电压压滞滞后后90，如如图图8-2所所示。示。图图8-2电感电压与电流的波形图与相量图电感电压与电流的波形图与相量图第十六页，本课件共有92页动画动画M8-4电感电压电流相位差电感电压电流相位差第十七页，本课件共有92页解：解：(1)电路中的感抗为电路中的感抗为 XL=L=314 0.08 25(2)(3)电感电流电感

11、电流iL 比电压比电压uL 滞后滞后90，则，则【例例8-2】已已知知一一电电感感 L=80 mH，外外加加电电压压 uL=50sin(314t 65)V。试试求求：(1)感感抗抗XL，(2)电电感感中中的电流的电流IL，(3)电流瞬时值电流瞬时值iL。第十八页，本课件共有92页第三节纯电容电路第三节纯电容电路一、电容对交流电的阻碍作用一、电容对交流电的阻碍作用二、电流与电压的关系二、电流与电压的关系第十九页，本课件共有92页一、电容对交流电的阻碍作用一、电容对交流电的阻碍作用1容抗的概念容抗的概念反反映映电电容容对对交交流流电电流流阻阻碍碍作作用用程程度度的的参参数数叫叫做做容容抗抗。容容抗

12、抗按下式计算按下式计算容抗和电阻、电感的单位一样，也是欧姆容抗和电阻、电感的单位一样，也是欧姆()。第二十页，本课件共有92页2电容在电路中的作用电容在电路中的作用在在电电路路中中，用用于于“通通交交流流、隔隔直直流流”的的电电容容叫叫做做隔隔直直电电容容器器；用用于于“通通高高频频、阻阻低低频频”将将高高频频电电流流成成分分滤滤除除的的电电容容叫叫做做高频高频旁路电容器旁路电容器。动画动画M8-5电容对电流阻碍作用电容对电流阻碍作用第二十一页，本课件共有92页1电容电流与电压的大小关系电容电流与电压的大小关系电容电流与电压的大小关系为电容电流与电压的大小关系为动画动画M8-6电容电压与电流电

13、容电压与电流二、电流与电压的关系二、电流与电压的关系第二十二页，本课件共有92页2.电容电流与电压的相位关系电容电流与电压的相位关系电电容容电电流流比比电电压压超超前前90(或或/2)，即即电电容容电电压压比比电电流流滞滞后后90，如图，如图8-3所示。所示。动画动画M8-7电容电压电流相位差电容电压电流相位差图图 8-3电容电压与电流的波形图与相量图电容电压与电流的波形图与相量图第二十三页，本课件共有92页解：解：(1)(2)(3)电容电流比电压超前电容电流比电压超前90，则则【例【例8-3】已知一电容】已知一电容C=127 F，外加正弦交流电压，外加正弦交流电压，。试试求求：(1)容容抗抗

14、XC；(2)电电流流大大小小IC；(3)电流瞬时值。电流瞬时值。第二十四页，本课件共有92页第四节电阻、电感、电容的串联电路第四节电阻、电感、电容的串联电路一、一、RLC 串联电路的电压关系串联电路的电压关系二、二、RLC 串联电路的阻抗串联电路的阻抗三、三、RLC 串联电路的性质串联电路的性质四、四、RL 串联与串联与RC 串联电路串联电路第二十五页，本课件共有92页一、一、RLC 串联电路的电压关系串联电路的电压关系由由电电阻阻、电电感感、电电容容相相串串联联构构成成的的电电路路叫叫做做 RLC串串联联电路。电路。图图 8-4RLC 串联电路串联电路第二十六页，本课件共有92页设设电电路路

15、中中电电流流为为i=Imsin(t)，则则根根据据R、L、C 的的基基本本特性可得各元件的两端电压：特性可得各元件的两端电压：uR=RImsin(t)，uL=XLImsin(t 90)，uC=XCImsin(t 90)根根据据基基尔尔霍霍夫夫电电压压定定律律(KVL)，在在任任一一时时刻刻总总电电压压u 的的瞬时值为瞬时值为 u=uR uL uC作作出出相相量量图图，如如图图8-5所所示示，并并得得到到各各电电压压之之间间的的大大小小关关系为系为上式又称为上式又称为电压三角形关系式电压三角形关系式。第二十七页，本课件共有92页 图图8-5RLC 串联电路的相量图串联电路的相量图第二十八页，本课

16、件共有92页由于由于UR=RI，UL=XLI，UC=XCI，可得，可得令令上上式式称称为为阻阻抗抗三三角角形形关关系系式式，|Z|叫叫做做RLC 串串联联电电路路的的阻阻抗抗，其其中中X=XL XC 叫叫做做电电抗抗。阻阻抗抗和和电电抗抗的的单单位位均均是欧姆是欧姆()。二、二、RLC 串联电路的阻抗串联电路的阻抗第二十九页，本课件共有92页阻抗三角形的关系如图阻抗三角形的关系如图8-6所示。所示。由相量图可以看出总电压与电流的相位差为由相量图可以看出总电压与电流的相位差为上式中上式中 叫做叫做阻抗角阻抗角。图图8-6RLC 串联电路的阻抗三角形串联电路的阻抗三角形第三十页，本课件共有92页根

17、根据据总总电电压压与与电电流流的的相相位位差差(即即阻阻抗抗角角 )为为正正、为为负负、为为零零三三种情况，将电路分为三种性质。种情况，将电路分为三种性质。1.感感性性电电路路：当当X0时时，即即XL XC，0，电电压压u 比比电电流流i超前超前 ，称电路呈，称电路呈感性感性；2.容容性性电电路路：当当X0时时，即即X L XC，1的条件。的条件。第四十二页，本课件共有92页串串联联谐谐振振电电路路常常用用来来对对交交流流信信号号进进行行选选择择，例例如如接接收收机机中选择电台信号，即中选择电台信号，即调谐调谐。三、串联谐振的应用三、串联谐振的应用第四十三页，本课件共有92页如果以角频率如果以

18、角频率C 或或f 做为自变量，把回路电流做它的函数。做为自变量，把回路电流做它的函数。电电流流大大小小I 随随频频率率f 变变化化的的曲曲线线，叫叫做做谐谐振振特特性性曲曲线线，如如图图8-7所示。所示。图图8-7RLC 串联电路的谐振特性曲线串联电路的谐振特性曲线第四十四页，本课件共有92页当当外外加加电电源源uS 的的频频率率f=f0时时，电电路路处处于于谐谐振振状状态态；当当f f0时时，称称为为电电路路处处于于失失谐谐状状态态，若若f f0，则则XLf0，则，则XLXC，电路呈感性。，电路呈感性。在在实实际际应应用用中中，规规定定把把电电流流I 范范围围在在(0.7071I0I I0)

19、所所对对应应的的频频率率范范围围(f1f2)叫叫做做串串联联谐谐振振电电路路的的通通频频带带(又又叫叫做做频频带带宽宽度度)，用符号，用符号B 或或 f 表示，其单位也是频率的单位。表示，其单位也是频率的单位。理论分析表明，串联谐振电路的通频带为理论分析表明，串联谐振电路的通频带为第四十五页，本课件共有92页频频率率f 在在通通频频带带以以内内(即即f1f f2)的的信信号号，可可以以在在串串联联谐谐振振电电路路中中产产生生较较大大的的电电流流，而而频频率率f 在在通通频频带带以以外外(即即ff1或或f f2)的的信信号号，仅仅在在串串联联谐谐振振电电路路中中产产生生很很小小的的电电流流，因因

20、此此谐谐振振电电路路具具有有选频特性选频特性。Q 值值越越大大说说明明电电路路的的选选择择性性越越好好，但但频频带带较较窄窄；反反之之，若若频频带带越越宽宽，则则要要求求Q 值值越越小小，而而选选择择性性越越差差；即即选选择择性性与与频频带带宽宽度是相互矛盾的两个物理量。度是相互矛盾的两个物理量。第四十六页，本课件共有92页【例例8-7】设设在在RLC 串串联联电电路路中中，L=30 H，C=211pF，R=9.4，外加电源电压为，外加电源电压为u=sin(2 f t)mV。试求：。试求：(1)该电路的固有谐振频率该电路的固有谐振频率f0与通频带与通频带B；(2)当当电电源源频频率率f=f0时

21、时(即即电电路路处处于于谐谐振振状状态态)电电路路中中的的谐谐振振电电流流I0、电感、电感L与电容与电容C 元件上的电压元件上的电压UL0、UC0；(3)如如果果电电源源频频率率与与谐谐振振频频率率偏偏差差 f=f f0=10%f0，电电路路中中的电流的电流I 为多少？为多少？第四十七页，本课件共有92页解：解：(1)(2)I0=U/R=1/9.4mA=0.106mA，UL0=UC0=QU=40mV(3)当当f=f0+f=2.2MHz时，时，=13.816 106rad/s仅为谐振电流仅为谐振电流I0的的13.2%。第四十八页，本课件共有92页第六节电阻、电感、电容的并联电路第六节电阻、电感、

22、电容的并联电路一、一、RLC 并联电路的电流关系并联电路的电流关系二、二、RLC 并联电路的导纳与阻抗并联电路的导纳与阻抗三、三、RLC 并联电路的性质并联电路的性质四、四、RL 并联与并联与RC 并联电路并联电路第四十九页，本课件共有92页一、一、RLC 并联电路的电流关系并联电路的电流关系 图图8-8RLC 并并联联电电路路由由电电阻阻、电电感感、电电容容相相并并联联构构成成的的电电路路叫做叫做RLC 并联电路。并联电路。图图8-8RLC 并联电路并联电路第五十页，本课件共有92页 设设电电路路中中电电压压为为u=Umsin(t)，则则根根据据R、L、C 的的基基本本特特性可得各元件中的电

23、流：性可得各元件中的电流：根根据据基基尔尔霍霍夫夫电电流流定定律律(KCL)，在在任任一一时时刻刻总总电电流流i 的的瞬瞬时时值值为为i=iR iL iC第五十一页，本课件共有92页图图8-9 RLC 并联电路的相量图并联电路的相量图作作出出相相量量图图，如如图图8-9所所示示，并并得得到到各各电电流流之之间间的的大大小小关关系。系。从相量图中不难得到从相量图中不难得到上式称为电流三角形关系式。上式称为电流三角形关系式。第五十二页，本课件共有92页二、二、RLC 并联电路的导纳与阻抗并联电路的导纳与阻抗在在RLC 并联电路中，有并联电路中，有于是于是其中其中叫做叫做感纳感纳、叫做叫做容纳容纳，

24、单位均为西门子，单位均为西门子(S)。第五十三页，本课件共有92页则则令令导纳三角形的关系如图导纳三角形的关系如图8-10所示。所示。上上式式称称为为导导纳纳三三角角形形关关系系式式，式式中中|Y|叫叫做做R、L、C 并并联联电电路的路的导纳导纳，其中，其中B=BC BL 叫做叫做电纳电纳，单位均是西门子，单位均是西门子(S)。图图8-10RLC 并联电路的导纳三角形并联电路的导纳三角形第五十四页，本课件共有92页电路的等效阻抗为电路的等效阻抗为由相量图可以看出总电流由相量图可以看出总电流I 与电压与电压u 的相位差为的相位差为式中式中 叫做叫做导纳角导纳角。由于阻抗角由于阻抗角 是电压与电流

25、的相位差，因此有是电压与电流的相位差，因此有第五十五页，本课件共有92页三、三、RLC 并联电路的性质并联电路的性质同同样样是是根根据据电电压压与与电电流流的的相相位位差差(即即阻阻抗抗角角 )为为正正、为为负负、为零三种情况，将电路分为三种性质：为零三种情况，将电路分为三种性质：1感感性性电电路路：当当B0时时，即即BCXL，0，电压，电压u 比电流比电流i 超前超前，称电路呈，称电路呈感性感性；2容容性性电电路路：当当B 0时时，即即BCB L，或或XCXL，XC，则电路呈，则电路呈容性。容性。(3)|Z|=U/IR=120/2.6 =46。第五十八页，本课件共有92页四、四、RL 并联与

26、并联与RC 并联电路并联电路在在讨讨论论RLC 并并联联电电路路的的基基础础上上，容容易易分分析析RL并并联联和和RC 并并联联电电路路的的电电流流情情况况，只只需需将将RLC 并并联联电电路路中中的的电电容容开开路路去去掉掉(IC=0)，即可获得，即可获得RL 并联电路；并联电路；若若将将RLC 并并联联电电路路中中的的电电感感开开路路去去掉掉(IL=0)，即即可可获获得得RC 并并联联电电路路。有有关关RLC 并并联联电电路路的的公公式式对对这这两两种种电电路路也也完完全适用。全适用。第五十九页，本课件共有92页【例例8-9】已已知知在在RL 并并联联电电路路中中，R=50，L=0.318

27、H，工工频频电电源源f=50Hz，电电压压U=220V，试试求求：(1)求求各各支支路路电电流流IR、IL、总电流、总电流I；(2)等效阻抗大小等效阻抗大小|Z|；(3)电路呈何性质。电路呈何性质。解解：(1)由由IR=U/R=220/50A=4.4A，XL=2 fL 100，IL=U/XL=2.2A可得可得(2)|Z|=U/I=220/4.92 =44.7(3)在在RL 并联电路中，并联电路中，BC=0，BL0，则，则B=BC BL0，BL=0，则则B=BC BL 0电路呈容性。电路呈容性。第六十一页，本课件共有92页第七节电感线圈和电容器的并联谐振电路第七节电感线圈和电容器的并联谐振电路一

28、、电感线圈和电容的并联电路一、电感线圈和电容的并联电路二、并联谐振电路的特点二、并联谐振电路的特点第六十二页，本课件共有92页一、电感线圈和电容的并联电路一、电感线圈和电容的并联电路实实际际电电感感与与电电容容并并联联，可可以以构构成成LC 并并联联谐谐振振电电路路(通通常常称称为为LC 并并联联谐谐振振回回路路)，由由于于实实际际电电感感可可以以看看成成一一只只电电阻阻R(叫叫做做线线圈圈导导线线铜铜损损电电阻阻)与与一一理理想想电电感感L 相相串串联联，所所以以LC 并并联联谐谐振回路为振回路为RL 串联再与电容串联再与电容C 并联，如图并联，如图8-11所示。所示。图图 8-11电感线圈

29、和电容的并联电路电感线圈和电容的并联电路第六十三页，本课件共有92页电容电容C 支路的电流为支路的电流为电感线圈电感线圈RL 支路的电流为支路的电流为其其中中I1R 是是I1中中与与路路端端电电压压同同相相的的分分量量，I1L 是是I1中中与与路路端端电电压正交压正交(垂直垂直)的分量，如图的分量，如图8-12所示。所示。图图8-12电感线圈和电容并联电路的相量图电感线圈和电容并联电路的相量图第六十四页，本课件共有92页由相量图可求得电路中的总电流为由相量图可求得电路中的总电流为路端电压与总电流的相位差（即阻抗角）为路端电压与总电流的相位差（即阻抗角）为由由此此可可知知：如如果果当当电电源源频

30、频率率为为某某一一数数值值f0，使使得得I1L=IC，则则阻阻抗角抗角=0，路端电压与总电流同相，即电路处于谐振状态。，路端电压与总电流同相，即电路处于谐振状态。第六十五页，本课件共有92页动画动画M8-9并联谐振电路并联谐振电路第六十六页，本课件共有92页1谐振频率谐振频率对对LC 并并联联谐谐振振是是建建立立在在条条件件下下的的，即即电电路路的的感感抗抗XLR，Q0叫叫做做谐谐振振回回路路的的空空载载Q 值值，实实际际电电路路一一般都满足该条件。般都满足该条件。2谐振阻抗谐振阻抗谐振时电路阻抗达到最大值，且呈电阻性。谐振阻抗为谐振时电路阻抗达到最大值，且呈电阻性。谐振阻抗为理论上可以证明理

31、论上可以证明LC 并联谐振角频率并联谐振角频率 0与频率与频率f0分别为分别为二、并联谐振电路的特点二、并联谐振电路的特点第六十七页，本课件共有92页3谐振电流谐振电流电路处于谐振状态，总电流为最小值电路处于谐振状态，总电流为最小值谐谐振振时时XL0 XC0，则则电电感感L 支支路路电电流流IL0与与电电容容C 支支路路电电流流IC0为为即即谐谐振振时时各各支支路路电电流流为为总总电电流流的的Q0倍倍，所所以以LC 并并联联谐谐振振又叫做又叫做电流谐振电流谐振。当当f f0时时，称称为为电电路路处处于于失失谐谐状状态态，对对于于LC 并并联联电电路路来来说说，若若f f0，则则XL f0，则则

32、XLXC，电电路呈容性。路呈容性。第六十八页，本课件共有92页4通频带通频带理论分析表明，并联谐振电路的通频带为理论分析表明，并联谐振电路的通频带为频频率率f 在在通通频频带带以以内内(即即f1 ff2)的的信信号号，可可以以在在并并联联谐谐振振回回路路两两端端产产生生较较大大的的电电压压，而而频频率率f 在在通通频频带带以以外外(即即f f2)的的信信号号，在在并并联联谐谐振振回回路路两两端端产产生生很很小小的的电电压压，因因此此并并联联谐振回路也具有选频特性。谐振回路也具有选频特性。第六十九页，本课件共有92页【例例8-11】如如图图8-11所所示示电电感感线线圈圈与与电电容容器器构构成成

33、的的LC 并并联联谐谐振振电电路路，已已知知R=10，L=80 H，C=320pF。试试求求：(1)该该电电路路的的固固有有谐谐振振频频率率f0、通通频频带带B 与与谐谐振振阻阻抗抗|Z0|；(2)若若已已知知谐谐振振状状态态下下总总电电流流I=100 A，则则电电感感L 支支路路与与电电容容C 支支路路中中的的电电流流IL0、IC0为多少？为多少？解：解：(1)(2)IL0 IC0=Q0I=5mA。第七十页，本课件共有92页第八节交流电路的功率第八节交流电路的功率一、正弦交流电路功率的基本概念一、正弦交流电路功率的基本概念二、电阻、电感、电容电路的功率二、电阻、电感、电容电路的功率三、功率因

34、数的提高三、功率因数的提高第七十一页，本课件共有92页一、正弦交流电路功率的基本概念一、正弦交流电路功率的基本概念1瞬时功率瞬时功率p设设正正弦弦交交流流电电路路的的总总电电压压u 与与总总电电流流i的的相相位位差差(即即阻阻抗抗角角)为为，则电压与电流的瞬时值表达式为，则电压与电流的瞬时值表达式为u=Umsin(t )，i=Imsin(t)瞬时功率瞬时功率为为p=ui=UmImsin(t )sin(t)第七十二页，本课件共有92页利用三角函数关系式利用三角函数关系式sin(t )=sin(t)cos cos(t)sin 可得可得式中为电压有效值，为电流有效值。式中为电压有效值，为电流有效值。

35、第七十三页，本课件共有92页2有功功率有功功率P 与功率因数与功率因数 瞬瞬时时功功率率在在一一个个周周期期内内的的平平均均值值叫叫做做平平均均功功率率，它它反反映映了了交交流流电电路路中中实实际际消消耗耗的的功功率率，所所以以又又叫叫做做有有功功功功率率，用用P表表示示，单位是瓦特单位是瓦特(W)。在在瞬瞬时时功功率率P=UIcos 1 cos(2 t)UIsin sin(2 t)中中，第第一一项项与与电电压压、电电流流相相位位差差 的的余余弦弦值值cos 有有关关，在在一一个个周周期期内内的的平平均均值值为为UI cos；第第二二项项与与电电压压电电流流相相位位差差 的的正正弦弦值值sin

36、 有有关关，在在一一个个周周期期内内的的平平均均值值为为零零。则则瞬瞬时时功功率率在在一一个个周周期期内内的平均值的平均值(即有功功率即有功功率)为为P=UI cos=UI 其中其中 =cos 叫做正弦交流电路的叫做正弦交流电路的功率因数功率因数。第七十四页，本课件共有92页3视在功率视在功率S定定义义：在在交交流流电电路路中中，电电源源电电压压有有效效值值与与总总电电流流有有效效值值的的乘乘积积(UI)叫做叫做视在功率视在功率，用，用S 表示，即表示，即S=UI，单位是伏安，单位是伏安(V A)。S 代代表表了了交交流流电电源源可可以以向向电电路路提提供供的的最最大大功功率率，又又称称为为电

37、电源源的的功功率率容容量量。于于是是交交流流电电路路的的功功率率因因数数等等于于有有功功功功率率与与视视在在功功率率的的比比值值，即即所所以以电电路路的的功功率率因因数数能能够够表表示示出出电电路路实实际际消消耗耗功功率率占占电电源源功功率率容量的百分比。容量的百分比。第七十五页，本课件共有92页4无功功率无功功率Q在在瞬瞬时时功功率率p=UIcos 1 cos(2 t)UIsin sin(2 t)中中，第第二二项项表表示示交交流流电电路路与与电电源源之之间间进进行行能能量量交交换换的的瞬瞬时时功功率率，|UIsin|是这种能量交换的最大功率，并不代表电路实际消耗的功率。是这种能量交换的最大功

38、率，并不代表电路实际消耗的功率。定义：定义：Q=UIsin 把把它它叫叫做做交交流流电电路路的的无无功功功功率率，用用Q 表表示示，单单位位是是乏乏尔尔，简简称称乏乏(var)。第七十六页，本课件共有92页图图8-13功率三角形功率三角形当当 0时时，Q0，电电路路呈呈感感性性；当当 0时时，Q 2，1XC，IL IC，0XLXC，ULUC，0容性电路容性电路XLIC，0XLXC，ULUC，0感性电路感性电路电路性质电路性质大小关系大小关系电压或电流关系电压或电流关系 RLC 并联电路并联电路 RLC 串联电路串联电路内内容容二二、RLC 串、并联电路串、并联电路第八十九页，本课件共有92页说

39、明：说明：(1)RL 串串联联电电路路：只只需需将将RLC 串串联联电电路路中中的的电电容容C 短短路路去去掉掉，即即令令XC=0，UC=0，则则表表中中有有关关串串联联电电路路的的公公式式完完全全适适用用于于RL 串联情况。串联情况。(2)RC 串串联联电电路路：只只需需将将RLC 串串联联电电路路中中的的电电感感L 短短路路去去掉掉，即即令令XL=0，UL=0，则则表表中中有有关关串串联联电电路路的的公公式式完完全全适适用用于于RC 串联情况。串联情况。(3)RL 并并联联电电路路：只只需需将将RLC 并并联联电电路路中中的的电电容容C 开开路路去去掉掉，即即令令XC=，IC=0，则则表表中中有有关关并并联联电电路路的的公公式式完完全全适适用用于于R-L 并联情况。并联情况。(4)RC 并并联联电电路路：只只需需将将RLC 并并联联电电路路中中的的电电感感L 开开路路去去掉掉，即即令令XL=，IL=0，则则表表中中有有关关并并联联电电路路的的公公式式完完全全适适用用于于RC 并联情况。并联情况。第九十页，本课件共有92页适用于高内阻的信号源适用于高内阻的信号源适用于低内阻的信号源适用于低内阻的信号源对电源的要求对电源的要求f f0时时，呈呈容容性性；f f0时时，呈呈感感性性；f 2，1 2。第九十二页，本课件共有92页