第四节电阻、电感、电容的串联电路课件

1、课课题题RUImmRui RUI 纯电阻纯电阻交流电路交流电路电路中只有电阻的电路中只有电阻的交流电路交流电路相同相同同相同相课课题题LXUImmLXui LXUI 纯电感纯电感交流电路交流电路由电阻很小的电感由电阻很小的电感线圈组成的交流电路线圈组成的交流电路相同相同电压超前电流电压超前电流90课课题题CXUImmCXui CXUI 纯电容纯电容交流电路交流电路由电阻很小的电容由电阻很小的电容组成的交流电路组成的交流电路相同相同电压滞后电流电压滞后电流90课课题题引引入入纯纯R、CXui CXUI Rui RUI LXui LXUI 课课题题引引入入纯纯R、CXui CXUI Rui RUI

2、 LXui LXUI 在实际电路中在实际电路中, ,单一元件电路单一元件电路几乎是不存在的几乎是不存在的, ,大部分电气大部分电气设备都可以看成是由两种及两设备都可以看成是由两种及两种以上元件组成的。种以上元件组成的。84 电电阻、阻、电电CXui CXUI Rui RUI LXui LXUI 将R、L、C串联起来，构成RLC串联电路，则性质如何？由电阻、电感、电容相串联所组成的电路，叫做RLC串联电路。设电路中电流：i = Imsin( t) uR =RImsin( t)，uL=XLImsin( t 90)，uC =XCImsin( t 90)根据基尔霍夫电压定律根据基尔霍夫电压定律(KVL

3、)，在任一时刻，在任一时刻A、B两端的总两端的总电压电压u的瞬时值为的瞬时值为 u = uR uL uC讲授新课讲授新课 CLRUUUU84 电电阻、阻、电电0CLUU0CLUU0CLUU84 电电阻、阻、电电00CLUU84 电电阻、阻、电电00CLUU84 电电阻、阻、电电00CLUU练练：已知已知RLC串联电路，请根据已知量判断该电路呈容性？串联电路，请根据已知量判断该电路呈容性？呈感性？还是呈电阻性？呈感性？还是呈电阻性？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，X

4、C=12 ，R=8 容性容性感性感性电阻性84 电电阻、阻、电电练练：1）已知一个RLC串联电路的端电压u=10sin(314 t + 60)V，流过的电流i=2sin(314 t + 30)A，电路 呈 性。 2）已知一个RLC串联电路的端电压u=10sin(314 t - 60)V，流过的电流i=2sin(314 t -30)A，电路 呈 性。3 ）已知一个RLC串联电路的端电压u=10sin(314 t - 60)V，流过的电流i=2sin(314 t -60)A，电路 呈 性。 84 电电阻、阻、电电阴影部分称为电压三角形，它表明了RLC串联电路中总电压与分电压之间的关系。（相量和）2

5、CL2R)(UUUU结论：ZIXRIXXRIU222CL2)(84 电电阻、阻、电电22XRZRXXUUUCLRCLarctanarctan2CL2R)(UUUUCCLLRIX、UIXIR、RU84 电电阻、阻、电电LULU试判断以下公式在RLC串联电路中哪个对？哪个错？CLRUUUUCLRuuuu22CLRUUUU22CLRUUUuRXXCL arctan22)(CLXXRZ1、2、3、4、5、6、CLRUUUU22CLRUUUU22CLRUUUUCLRuuuu公式巩固公式巩固84 电阻、电求电路图中未知的电压及三种情况下的电压与电流的相位差。求电路图中未知的电压及三种情况下的电压与电流的相

6、位差。VUUUUCLR50)3060(402222VUUUUUUCCCLR11)3(6102222VUUUUCLR7)1212(72222037403060arctanarctanRCLUUU0536113arctanarctanRCLUUU0071212arctanarctanRCLUUU感性电路感性电路容性电路容性电路电阻性电路电阻性电路84 电阻、电例题例题1： 在在R-L-C串联电路中，交流电源电压串联电路中，交流电源电压U = 220 V，频，频率率f = 50 Hz，R = 30 ，L = 445 mH，C = 32 F。试求：。试求：(1) 电路中的电流大小电路中的电流大小I；(

7、2) 总电压与电流的相位差总电压与电流的相位差 ；(3) 各元各元件上的电压件上的电压UR、UL、Uc。分析:要求I、 、 UR、UL、UC可以利用前面的公式来解答。即解：解：(1) XL = 2fL =2 *50*445*10-3 140 10010*32*50*21216fcXc50)100140(30)(2222CLXXRzA4.450220ZUI讲解例题讲解例题1 .5330100140arctanarctan)2(RXXCL 总电压比电流超前总电压比电流超前53.1 ,电路呈电感性电路呈电感性。(3) UR = RI = 30*44=132 V UL = X LI = 140*44=

8、616 V UC = X CI = 100*44=440 V本例题中电感电压、电容电压都比电源电压大，这说明在本例题中电感电压、电容电压都比电源电压大，这说明在交流电路中各元件上的电压可以比总电压大，这是交流电交流电路中各元件上的电压可以比总电压大，这是交流电路与直流电路特性不同之处。由上题也可得出路与直流电路特性不同之处。由上题也可得出在交流电路在交流电路中总电压大小不等于各元件电压之和中总电压大小不等于各元件电压之和,即即 CLRUUUU总84 电阻、电练练2求: (1)电路的感抗、容抗和阻抗；(2)电流有效值及瞬时值的表达式；(3)各部分电压有效值及瞬时值的表达式；(4)作相量图；解(1

9、) 感抗40101273143LXL容抗80)1040314(/116CXC50)(22CLXXRZ阻抗(2) 电流有效值AZUI4 . 450/220/)(53 电容性RXXarctgCL相位差角)5320314sin(24 . 4ti(3)电阻端电压VRIUR132304 . 4At)73314sin(24 . 4VtuL)163314sin(2176电感端电压VXIULL176404 . 4VtuR)73314sin(2132CLRUUUUVtuC)17314sin(2352电容端电压VXIUCC352804 . 4显然：CLRUUUU只有：CULURUU.I20IZIXRUUUL222

10、L2R22LXRZ84 电阻、电只要将只要将 RLC 串联电路中的电容串联电路中的电容 C 短路去掉，即令短路去掉，即令 XC = 0，UC = 0，则有关，则有关 RLC 串联电路的公式完全适用串联电路的公式完全适用于于 RL 串联电路。串联电路。IZIXRUUUC222C2R22CXRZ84 电阻、电只要将只要将 RLC 串联电路中的电感串联电路中的电感 L 短路去掉，即令短路去掉，即令XL = 0，UL = 0，则有关，则有关 RLC 串联电路的公式完全适用于串联电路的公式完全适用于 RC 串联电路。串联电路。 84 电电阻、阻、电电感、感、电电RLC串联电路串联电路由由R、L、C串联串联构成的交流电路构成的交流电路相同相同ULUC,电压超