正弦交流电路第二部分

正弦交流电路第二部分第1页，课件共50页，创作于2023年2月§3.3正弦交流电路的分析计算3.3.1单一参数的正弦交流电路3.3.2R-L-C串联交流电路3.3.3交流电路的一般分析方法3.3.4功率因数的提高第2页，课件共50页，创作于2023年2月一、电阻电路uiR根据欧姆定律设则3.3.1单一参数的正弦交流电路第3页，课件共50页，创作于2023年2月1.频率相同2.相位相同3.

有效值关系：正弦交流电路中电阻的电流和电压关系4.

相量关系：设

则

或第4页，课件共50页，创作于2023年2月电阻电路中的功率

uiR1.瞬时功率

p：瞬时电压与瞬时电流的乘积小写第5页，课件共50页，创作于2023年2月结论：ωtuipωt1.（耗能元件）2.随时间变化3.与

成比例且频率加倍。第6页，课件共50页，创作于2023年2月2.平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值

大写

uiR第7页，课件共50页，创作于2023年2月二.电感电路电感Lui（单位：H,mH,H）单位电流产生的磁链线圈匝数磁通第8页，课件共50页，创作于2023年2月线圈面积线圈长度导磁率•电感和结构参数的关系线性电感:L=Const(如:空心电感不变)非线性电感:L=Const(如:铁心电感不为常数)uei第9页，课件共50页，创作于2023年2月电感中电流、电压的基本关系uei当(直流)时,所以，在直流电路中电感相当于短路。第10页，课件共50页，创作于2023年2月电感是一种储能元件,储存的磁场能量为：•电感的储能第11页，课件共50页，创作于2023年2月由基本关系式：iuL设则正弦交流电路中电感元件电流、电压的关系第12页，课件共50页，创作于2023年2月

1.频率相同2.相位相差

90°

（u

领先

i

90

°）iu设：第13页，课件共50页，创作于2023年2月3.有效值感抗（Ω）定义：则：第14页，课件共50页，创作于2023年2月4.相量关系设：则：第15页，课件共50页，创作于2023年2月电感电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息？u、i相位不一致！领先！第16页，课件共50页，创作于2023年2月感抗（XL=ωL

）是频率的函数，

表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。ωXLω=0时XL=0关于感抗的讨论e+_LR直流E+_R第17页，课件共50页，创作于2023年2月电感电路中的功率1.瞬时功率

p

iuL第18页，课件共50页，创作于2023年2月储存能量P<0释放能量+P>0P<0可逆的能量转换过程uiuiuiuiiuL+PP>0ui第19页，课件共50页，创作于2023年2月2.平均功率

P

（有功功率）结论：纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐）。第20页，课件共50页，创作于2023年2月3.无功功率QQ的单位：乏、千乏(var、kvar)

Q的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。第21页，课件共50页，创作于2023年2月三.电容电路电容C单位电压下存储的电荷（单位：F,F,pF）++++----+q-qui电容符号有极性无极性+_电解电容第22页，课件共50页，创作于2023年2月极板面积板间距离介电常数•电容和结构参数的关系线性电容:C=Const(不变)非线性电容:C=Const(不为常数)uiC第23页，课件共50页，创作于2023年2月•电容上电流、电压的基本关系当(直流)时,所以，在直流电路中电容相当于断路。uiC第24页，课件共50页，创作于2023年2月•电容的储能电容是一种储能元件,储存的电场能量为：第25页，课件共50页，创作于2023年2月由基本关系式:设：正弦交流电路中电容电压和电流的关系uiC则：第26页，课件共50页，创作于2023年2月

1.频率相同2.相位相差90°（u落后

i

90°

）iu第27页，课件共50页，创作于2023年2月3.有效值或容抗（Ω）定义：则：I第28页，课件共50页，创作于2023年2月4.相量关系设：则：第29页，课件共50页，创作于2023年2月电容电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息领先！第30页，课件共50页，创作于2023年2月E+-ωe+-关于容抗的讨论直流是频率的函数，

表示电容电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。容抗ω＝0时第31页，课件共50页，创作于2023年2月电容电路中的功率ui1.瞬时功率p第32页，课件共50页，创作于2023年2月充电p放电放电P<0释放能量充电P>0储存能量uiuiuiuiiuωt第33页，课件共50页，创作于2023年2月2.平均功率P第34页，课件共50页，创作于2023年2月瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）3.无功功率Q（电容性无功取负值）第35页，课件共50页，创作于2023年2月已知：C＝1μF求：I、i例uiC解：电流有效值求电容电路中的电流第36页，课件共50页，创作于2023年2月瞬时值i领先于u90°电流有效值第37页，课件共50页，创作于2023年2月1.单一参数电路中电压电流的基本关系式电感元件基本关系复阻抗L复阻抗电容元件基本关系C电阻元件R基本关系复阻抗小结第38页，课件共50页，创作于2023年2月在正弦交流电路中，若正弦量用相量表示，电路参数用复数阻抗（)表示，则复数形式的欧姆定律和直流电路中的形式相似。2.单一参数电路中复数形式的欧姆定律

电阻电路电感电路电容电路复数形式的欧姆定律第39页，课件共50页，创作于2023年2月*电压、电流瞬时值的关系符合欧姆定律、克氏定律。3.简单正弦交流电路的关系(以R-L电路为例）uLiuRuRL第40页，课件共50页，创作于2023年2月*

电流、电压相量符合相量形式的欧姆定律、克氏定律RL第41页，课件共50页，创作于2023年2月在电阻电路中：正误判断？？？瞬时值有效值第42页，课件共50页，创作于2023年2月在电感电路中：正误判断？？？？？第43页，课件共50页，创作于2023年2月单一参数正弦交流电路电压电流关系对照表电路参数电路图（正方向）复数阻抗电压、电流关系瞬时值有效值相量图相量式功率有功功率无功功率Riu设则u、i同相0LiuCiu设则设则u领先i90°u落后i90°00基本关系第44页，课件共50页，创作于2023年2月3.3.2R-L-C串联交流电路若则一、电流、电压的关系uRLCi第45页，课件共50页，创作于2023年2月总电压与总电流的关系式相量方程式：则相量模型RLC设（参考相量）第46页，课件共50页，创作于2023年2月R-L-C串联交流电路——相量图先画出参考相量相量表达式：RLC电压三角形第47页，课件共50页，创作于2023年2月Z：复数阻抗实部为阻虚部为抗容抗感抗令则R-L-C串联交流电路中的

复数形式欧姆定律复数形式的欧姆定律RLC第48页，课件共50页，创作于2023年2月在正弦交流电路中，只要物理量用相量表示,元件参数用复数阻抗表示，则电路方程式的形式与直流电路相似。是一个复