电工基础（高职）PPT完整全套教学课件

项目一直流电路的分析与测试全套可编辑PPT课件直流电路的分析与测试正弦交流电路的分析与测试三相电路的分析与测试变压器的特性与测试电动机的构造与拆装三相异步电动机的基本控制电气安全技术目录项目相关知识项目实施Part

1Part

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3项目分析基础训练Part

4直流电路的分析与测试Part

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4项目相关知识项目实施项目分析基础训练直流电路是电路最基本的形式，直流电路中的一些定律与定理在其他电路中同样适用。本项目主要介绍了电路元件伏安特性的测绘，电位、电压的测定及电路电位图的绘制，基尔霍夫定律的验证，叠加定理的验证4个工作任务。Part

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4项目相关知识项目实施项目分析基础训练电路的组成电流流过的回路叫做电路，它可以实现电能的传输、分配与转换，还可以实现信号的传递与处理。电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。①电源：向电路提供电能的设备，如发电机、信号源、电池等。②负载：在电路中接收电能的设备，如电灯、空调、电动机等。负载是各类用电电器的统称。③中间环节：把电源和负载连成通路的导线，控制电路通断的开关，检测和保护电路的控制设备及仪器仪表等，统称为中间环节。电路模型在实际电路中，各种电气部件在结构、外形和材料等方面都具有各自的特点，并且多元而复杂。为了便于对电路进行分析，电学中往往对实际电路采用“模型化”处理：用统一规定符号表示的理想电路元件替代实际电路元件，建立实际电路的数学物理模型。因此，电路模型是由理想电路元件组成的电路。图（a）所示为常用的手电筒的实际电路，实际元件有干电池、小灯泡、开关和导线。图（b）所示为手电筒的电路模型，电阻RL是小灯泡的模型，理想电压源US和与其相串联的电阻R0是干电池的模型，导线和开关S是中间环节。

（a）实际电路（b）电路模型1．电流电荷有规则的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表征，定义式为:电路基本物理量-电流

电路基本物理量-电流电流的国际单位是安培（A），较小的单位还有毫安（mA）、微安（μA）和纳安（nA），它们之间的换算关系为：1A=103mA=106μA=109nA在分析电路时，仅仅指出电流的大小是不够的，通常以正电荷移动的方向规定为电流的正方向。提示电学中各量的表示方法及正确书写：按照规定，不随时间变化的恒定电量或参量通常用大写字母表示，如直流电压和直流电流分别用“U”和“I”表示；随时间变化的电量或参量通常用小写字母表示，如交流电压和交流电流分别用“u”和“i”表示。电路基本物理量-电压

从工程应用的角度来讲，电路中的电压是产生电流的根本原因。电压的国际单位是伏特（V），常用的单位还有毫伏（mV）、千伏（kV）等，换算关系为：1V=103

mV=10-3kV由电压的定义可知，电压是有方向的。电压的方向是电场力移动正电荷的方向，这个方向也是规定的电压的正方向。电路基本物理量-电压电路基本物理量-电位2．电压与电位1）电位电位实际上就是电路中某点到参考点的电压。在电力工程中通常选大地为参考点，在电子线路中通常选多数支路汇集的公共点为参考点，通常电路中的公共点均接地，因此也常把参考点称为“地点”。参考点在电路图中常用接地符号“

”表示。电压在电路中用“U”表示，常用双下标，如Uab；电位用“V”表示，一般用单下标，如Va，电位的单位也是伏特（V）。在分析电路时，通常规定电压的参考正方向由高电位指向低电位，因此电压又称为电压降。数值上，电压等于电路中两点电位的差值，即：

电路基本物理量-电位在实际绘制电路图时，为简化电路常常不画出电源元件，只标明电源正极或负极的电位值。尤其在电子线路中，连接的元件较多，电路较为复杂，采用这种画法常常可以使电路更加清晰，分析问题也更加方便。（a）a点电位Va=+5V（b）b点电位Vb=-5V电位具有相对性，规定参考点的电位为零电位。因此，相对于参考点较高的电位为正电位，相对于参考点较低的电位为负电位，如图所示。2．电压与电位3）参考方向在分析和计算较为复杂的电路时，往往难以事先判断某些支路电流或元件端电压的实际方向和真实极性，造成我们在对电路列方程式时，无法判断这些电压、电流在方程式中的正、负号。为解决这一难题，电学中通常采用在电路中标注“参考方向”的方法。在待分析的电路模型图中，预先设定出各支路电流或各元件两端电压的方向和极性，该设定方向称为参考方向。支路电流的参考方向一般用带箭头的线段标示，元件端电压的参考方向一般用“+”“－”号标示。根据这些参考方向，即可方便地确定出各支路电流及其元件端电压在方程式中的正、负号。电路基本物理量-参考方向2．电压与电位3）参考方向参考方向原则上可以任意设定，不一定与各电流、电压的真实方向相符，这并不影响求解结果。依据图上标示出的电压、电流的参考方向，对电路进行分析、计算，如果得出的计算结果为正值，说明设定的参考方向与实际方向相同；如果得出的计算结果为负值，说明设定的参考方向与实际方向相反。电路基本物理量-参考方向注意电路基本物理量-参考方向例如，设某电路中电压、电流的参考方向如右图所示，计算后得出US=100V,I=-5A，电源电压为正值说明其实际方向与参考方向一致；电流为负值说明其实际方向与图中参考方向相反。电路基本物理量-参考方向（a）关联参考方向

（b）非关联参考方向在电路分析中，规定电流沿电位降低的方向取向时为关联参考方向，即电流与电压取向一致时的参考方向为关联参考方向。图（a）中的电压、电流为关联参考方向，图（b）中的电压、电流为非关联参考方向。2．电压与电位4）电路中电位的计算电路基本物理量-电路中电位的计算1.任选电路中某一点为参考点，设其电位为零。2.标出各电流参考方向。3.计算出各点至参考点间的电压即为各点的电位。电路中电位的计算步骤电路基本物理量-电路中电位的计算

解：1）a点为参考点，即

，则：此时：例1-1：试求右图所示电路中各点的电位Va，Vb，Vc，Vd以及各点与点b间的电压

，，。电路基本物理量-电路中电位的计算例1-1：试求右图所示电路中各点的电位Va，Vb，Vc，Vd以及各点与点b间的电压

，，。，，

解：2）b点为参考点，即

，则：此时：电路基本物理量-电路中电位的计算提示例1-2试求图（a）所示电路中开关S打开和闭合时a点的电位值。

电路基本物理量-电路中电位的计算(a)(b）解：（1）画出开关S打开时的等效电路，如图（b）所示。开关S打开时相当于一个闭合的全电路，此时a点电位为例1-2试求图（a）所示电路中开关S打开和闭合时a点的电位值。

电路基本物理量-电路中电位的计算(a)(c)解：（2）画出S闭合时的等效电路，如图（c）所示。S闭合时，a点电位只与右回路有关，其值为：电路基本物理量-功率2．电压与电位5）功率在电工技术中，单位时间内电流所做的功称为功率，用“P”表示，即：式中,P——功率，单位为瓦特（W）；

U——电压，单位为伏特（V）；

I——电流，单位为安培（A）。功率反映了电路元件能量转换的本领。例如，电灯的功率为100W，表明在1秒钟内该电灯可将100J的电能转换成光能和热能；电机的功率为1000W，表明在1秒钟内该电机可将1000J的电能转换成机械能。

电路基本物理量-功率2．电压与电位5）功率提示在进行功率计算时，如果假设U，I正方向一致，当计算P>0时，说明，U，I的实际方向一致，此部分电路消耗功率，为负载性质；当计算的P<0时，说明U，

I的实际方向相反，此部分电路产生功率，为电源性质。因此，从P的正负即可区分元件的性质。电路元件及特性概述电路模型中的理想电路元件简称为电路元件。无源元件电阻元件R电感元件L电容元件C等有源元件电压源US电流源IS等电路元件及特性电阻元件

电阻元件是实际电路中耗能特性的抽象和反映，用字母R表示。电阻元件对电流的阻碍作用称为电阻，其大小定义为：（a）金属膜电阻

（b）碳膜电阻

（c）排阻

（d）光敏电阻（e）热敏电阻

（f）微调电阻

（g）贴片电阻

（h）水泥电阻

电路元件及特性电阻元件

电阻元件的伏安特性是欧姆定律的体现。由电阻的伏安特性曲线可知，电阻元件上的电压、电流关系为即时对应关系，因此，电阻元件称为即时元件。图1-9线性电阻元件的伏安特性曲线电路元件及特性电感元件电感元件是实际电路中建立磁场、储存磁能电特性的抽象和反映，在电路中只进行能量交换而不耗能，用字母L表示。衡量电感元件容量大小的物理量称为电感，也称电感量。

（a）空芯电感（b）工字电感（c）实芯电感（d）滤波电感（e）色环电感电路元件及特性电感元件对线性电感元件而言，任一瞬时，电感元件的电压和电流的关系为微分的动态关系，即：

显然，只有电感元件上的电流发生变化时，电感两端才有电压。当电路中通入的是不随时间变化的直流电时，由于电流变化率为零，电感两端的自感电压也为零，即直流情况下的电感元件相当于短路。因此，我们把电感元件称为动态元件。电路元件及特性电感元件动态元件可以储能，公式为：

电路元件及特性电感元件对于线性电感元件而言，在任意时刻，通过它的磁链Ψ与电流i成正比：

电路元件及特性电容元件电容元件是实际电路中建立电场、储存电能电特性的抽象和反映，在电路中只进行能量交换而不耗能，用字母C表示。衡量电容元件储存电场能量大小的物理量称为电容，又称电容量。

（a）云母电容（b）薄膜电容（c）陶瓷电容（d）电解电容（e）可调电容电路元件及特性电容元件当电容元件两端的电压与电容充放电电流为关联参考方向时，电容元件极板上的电荷量与电容元件两端的电压具有下述关系：（1-11）式中，

——电容，单位为F（法拉）；

——电容元件极板上的电荷量，单位为C；

——电容元件两端的电压，单位为V。法拉这一单位太大，电容较小的单位还有微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF），它们之间的换算关系为：1F=106μF=109nF=1012

pF电路元件及特性电容元件电容元件的工作过程也就是充放电过程。对线性电容元件而言，任一瞬时，其电压、电流的关系也是微分的动态关系，即：（1-12）提示只有电容元件的极间电压发生变化时，电容支路才有电流通过。电容元件也是动态元件，当电容元件极间电压不发生变化时，即电压变化率等于零时，电容支路电流也为零，这说明直流稳态情况下电容元件相当于开路。电路元件及特性电容元件电容元件的工作过程也就是充放电过程。对线性电容元件而言，任一瞬时，其电压、电流的关系也是微分的动态关系，即：（1-12）式中，WC

——电容元件中储存的磁能，单位为J；

C——电容，单位为F；；

U——电容元件两端的电压，单位为V。电压源，电流源及其等效变换电压源是理想电压源的简称，是从实际电源抽象出来的一种模型，它两端总能保持一定的电压，而与流过它的电流无关。由于电源内阻等多方面的原因，理想电压源在真实世界中是不存在的，但这样一个模型对于电路分析十分有价值。实际上，如果一个电压源在电流变化时，两端电压的波动不明显，我们通常就认为它是一个理想电压源。输出电压比较稳定的电源（如发电机、干电池、蓄电池等）通常用电压源模型（理想电压源和一个电阻元件相串联的形式）来表示。（a）理想电压源

（b）实际电压源电压源，电流源及其等效变换提示电压源具有如下特点。（1）理想电压源的端电压固定不变（或是一定的时间函数），与外电路无关。（2）通过理想电压源的电流取决于它所连接的外电路。（3）当电压源的电压值等于零时，电压源相当于短路。电压源，电流源及其等效变换电流源是理想电流源的简称，是从实际电源抽象出来的一种模型，它总能向外提供一定的电流，而与加入它两端的端电压的大小无关。由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界中也是不存在的。实际上，如果一个电流源在电压变化时，电流的波动不明显，我们通常就认为它是一个理想电流源。输出电流较稳定的电源（如光电池或晶体管的输出端等）通常用电流源模型（理想电流源和一个内阻相并联的形式）来表示。

（a）理想电流源

（b）实际电流源电压源，电流源及其等效变换提示电流源具有如下特点。（1）理想电流源输出的电流值固定不变（或是一定的时间函数），与外电路无关。（2）通过理想电流源的电压取决于它所连接的外电路。（3）当电流源的电流值等于零时，电流源相当于开路。电压源，电流源及其等效变换1.“等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏安特性一致），对内不等效。

实际电路用哪种模型表示，视其向外电路供电的主要形式而定。在分析电路时，一个实际电源的电路模型原则上可任意选择。同一电源用两种不同的电路模型表示时，对其外部连接电路的作用效果必然相同，即它们之间可以进行“等效变换”。电压源，电流源及其等效变换

解：（1）首先将图（a）中的两个电压源模型等效变换为图（b）中的两个电流源模型，则：

（a）

（b）在变换的过程中，电流的箭头方向要始终与电压由“－”极到“+”极的参考方向保持一致。

解：（2）然后将图（b）中的两个电流源合二为一，即得到图（c），则：，，

（a）

（b）

（c）

解：（3）再利用电源互换的条件，可把电路变换为图（d），则：

（a）

（b）

（c）

（d）（4）最后得出：基尔霍夫定律基本概念基尔霍夫定律（Kirchhofflaws）是电路中电压和电流所遵循的基本规律，是分析和计算较为复杂电路的基础，1845年由德国物理学家基尔霍夫提出。它既可以用于直流电路的分析，也可以用于交流电路的分析，还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。运用基尔霍夫定律进行电路分析时，仅与电路的连接方式有关，而与构成该电路的元器件的性质无关。基尔霍夫定律包括电流定律（KCL）和电压定律（KVL），前者应用于电路中的节点，后者应用于电路中的回路。基尔霍夫定律是电路理论中最基本也是最重要的定律之一。基尔霍夫定律基本概念支路：一个或几个二端元件首尾相接，中间没有分岔的电路称为支路。同一支路上各元件通过的电流相等。节点：三条或三条以上支路的连接点称为节点。回路：电路中的任意闭合路径称为回路。网孔：内部不包含其他支路的回路称为网孔。基尔霍夫定律基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律又称为基尔霍夫电流定律，简记为KCL，其内容为：在任一瞬时，流入某一节点的电流之和恒等于由该节点流出的电流之和。其表达式为：（1-14）提示基尔霍夫电流定律是确定电路中任意节点处各支路电流之间关系的定律，因此又称为节点电流定律。KCL提出的依据是电流的连续性原理：电路中任意节点处，电流都是连续的，即电荷进出始终平衡，任意瞬间都不应产生电荷的累积或减少现象。基尔霍夫定律基尔霍夫第一定律节点a：节点b：节点a：节点方程个数b与节点数m的关系是：b=m-1基尔霍夫定律基尔霍夫第一定律1.在列节点电流方程时，必须先设定电流的参考方向，然后依据电路图上标定的电流的参考方向正确列出。2.KCL不仅适用于线性电路，还适用于非线性电路。3.KCL不仅适用于电路中的节点，还可以推广应用于电路中的任一假设的封闭面，即在任一瞬间，通过电路中任一假设封闭面的电流的代数和为零。基尔霍夫定律基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律又称为基尔霍夫电压定律，简记为KVL，其内容为：在任一瞬间，沿任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。其表达式为：提示基尔霍夫电压定律是确定电路中任意回路中各电压之间关系的定律，因此又称为回路电压定律。并且约定：沿回路绕行方向，元件两端电压从“+”极到“－”极的参考方向与绕行方向一致时取正，相反时取负。（1-15）基尔霍夫定律基尔霍夫第二定律回路I：回路Ⅱ：回路Ⅲ：回路方程的个数与独立网孔数一致。KVL方程式的常用形式，是把变量和已知量区分放在方程式两边，这样可以给解题带来一定的方便。基尔霍夫定律基尔霍夫第二定律1.在列回路方程前，必须标注各元件的端电压、各支路电流的参考方向以及回路的绕行方向，然后依据电路图上标定的参考方向正确列出。2.KVL与KCL相同，不仅适用于线性电路，还适用于非线性电路。3.KVL还可以推广为：开口电压可按回路处理。基尔霍夫定律基尔霍夫第二定律将端口处两点视为连接的一个电压源，其数值等于端口电压U，根据图中参考方向可列出KVL方程：概述支路电流法支路电流法的内容为：以电路中各支路电流为未知量，然后应用KCL和KVL分别对节点和回路列出所需要的方程组，然后解出各未知支路电流。对于任何一个复杂电路，如果以各支路电流为未知量，应用KCL和KVL列方程，必须先在电路图上选定好未知支路电流、电压或电动势的参考方向。步骤支路电流法（1）选定各支路电流为未知量（有n个未知量），并标出各电流的参考方向。（2）按基尔霍夫电流定律，列出

个节点电流方程。（3）指定回路的绕行方向，运用基尔霍夫电压定律，列出n

个回路电压方程。（4）代入已知数，解联立方程式，求出各支路的电流。（5）确定各支路电流的方向。当支路电流计算结果为正值时，说明支路电流方向与假设的参考方向相同；当计算结果为负值时，说明支路电流方向与假设的参考方向相反。应用支路电流法例：试求图中所示电路中各支路的电流。解：方法1，以支路电流为变量，设定待求各支路电流的参考方向及独立回路的绕行方向如图所示。当不需要求a，c和b，d间的电流时，（a，c）和（b，d）可分别看成一个节点。对节点a（a，c）应用KCL列节点电流方程：对回路Ⅰ应用KVL列回路电压方程：对回路Ⅱ应用KVL列回路电压方程：联立上述3个方程，解得：

应用支路电流法例：试求图中所示电路中各支路的电流。解：方法2，以支路电流为变量，设定待求各支路电流的参考方向及独立回路的绕行方向如图所示。对节点a（a，c）应用KCL列节点电流方程：对回路Ⅰ应用KVL列回路电压方程：联立上述4个方程，解得：对回路Ⅱ应用KVL列回路电压方程：对回路Ⅲ应用KVL列回路电压方程：应用支路电流法例：试求图中所示电路中通过检流计的电流IG。解：方法2，因支路数n=6，节点数m=4，所以要列3个节点电流方程，3个回路电压方程。设定各支路电流的参考方向及独立回路的绕行方向如图示。应用KCL列3个节点电流方程。对节点a：对节点b：对节点c：应用KVL列3个回路电压方程。对网孔abda：对网孔acba：对网孔bdcb：叠加定理概述叠加定理指出：在多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。应用叠加定理时，当恒流源不作用时应视为开路，当恒压源不作用时应视为短路。叠加定理步骤（1）在原电路中标出所求量（总量）的参考方向。（2）画出各电源单独作用时的电路图，并标明各分量的参考方向。（3）分别计算各分量。（4）将各分量叠加。若分量与总量的方向一致，该分量取正；若分量与总量的方向相反，该分量取负。叠加定理应用

解：根据叠加定理，可以把图（a）中的原电路看作是由理想电压源E单独作用时的图（b）所示的等效电路和由理想电流源US单独作用时的图（c）所示的等效电路的叠加，将待求量的参考方向标在图中。（a）（b）（c）理想电压源E单独作用时：理想电流源US单独作用时：将两个结果叠加可得：叠加定理注意提示（1）叠加定理只适用于线性电路。（2）线性电路的电流或电压均可用叠加定理计算，但功率P不能用叠加定理计算。（3）不作用电源的处理：E=0，即将电压源E短路；IS=0，，即将电流源IS开路。（4）解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方向相反，叠加时相应项前要带负号。（5）应用叠加定理时可以把电源分组求解，即每个分电路中的电源个数可以多于一个。戴维南定理概述任何一个线性有源二端网络，对外电路而言，均可以用一个理想电压源与一个电阻元件相串联的有源支路进行等效代替。等效代替的条件是：有源支路的电压源的电压US等于原有源二端网络的开路电压UOC；有源支路的电阻元件的电阻RS等于原有源二端网络除源后的输入端电阻R0。

戴维南定理应用

（1）将待求支路与有源二端网络分离，对断开的两个端钮分别标以记号（如a和b）。（2）将待求支路移开，求出有源二端网络的开路电压UOC。（3）把有源二端网络进行除源处理，其中电压源短路处理，电流源开路处理。然后对无源二端网络求解其输入端电阻R0。（4）画出有源二端网络的等效电路，使开路电压UOC等于戴维南等效电路的电压源电压US，输入端电阻R0等于戴维南等效电路的内阻RS，根据欧姆定律求出待求响应，即：戴维南定理应用

（b）（a）解：（1）根据戴维南定理，将待求支路与有源二端网络分离，如图（b）所示。（2）对图1-26（b）求解其开路电压UOC戴维南定理应用

（b）（a）（c）解:

（3）把有源二端网络进行除源处理，求输入电阻R0，恒压源被短接后，C，D成为一点，电阻R1和R2、R3和R4分别并联后相串联，如图（c）所示，则：

（b）（a）（c）（d）解:（4）画出有源二端网络的等效电路，如图（d）所示。由全电路欧姆定律可得：万能表概述万用表是一种多用途的便携式电工仪表，是电工、电子、电器设备生产和维修等最常用的工具。它具有测量种类多，测量范围广，价格低廉，操作简单方便等优点，应用范围极广。万用表不但可用于测量交直流电压、电流、电阻等多种电量，还可测量电容、电感以及晶体管的某些特性，同时，它还可检查多种电子元器件的好坏，检测调试各种电子设备。万能表分类指针式（模拟式）使用指针式电流表，测量结果通过指针在表盘上显示数字式测量结果可直接从数码管读出万能表MF-47概述测量功能量程范围压降或内阻精确度直流电流0～0.05mA～0.5mA～5mA～50mA～500mA～5A0.252.5直流电压0～500V～1000V～2500V20kΩ/V2.50～0.25V～1V～2.5V～10V～50V～250V10kΩ/V交流电压0～10V～50V～250V～500V～1000V～2500V10kΩ/V5直流电阻R×1ΩR×10ΩR×100ΩR×1kΩR×10kΩ中心值为16.5Ω2.5电平指示－10dB～＋22dB0dB=1mW/600Ω—晶体管hFE0～300IB=0.01mA—表头灵敏度为46.2µA表头内阻为2500Ω万能表MF-47面板（1）表头：万用表的重要组成部分。表头上的表盘印有多条刻度线，其中最上端标有“Ω”的是电阻刻度线，右端表示零，左端表示“∞”，刻度值分布是不均匀的。符号“－”表示直流，“～”表示交流，“

”表示交流和直流共用的刻度线，hFE表示晶体管放大倍数刻度线，dB表示电平分贝刻度线。（2）机械调零旋钮：在测量前用来调零。万用表进行任何测量前，其表针应指在表盘刻度线“0”的位置上，如果不在这个位置，可用螺丝刀调整该旋钮使其复位。万能表MF-47面板（3）欧姆调零旋钮：在测量电阻时，让红、黑两表笔短接，表针应指在电阻（欧姆）挡的零刻度线上。如果不指在“0”的位置，可调整该旋钮使其复位。需要注意的是，每转换一次电阻挡的量程，都要调整该旋钮，使表针指在“0”的位置上，以减小测量误差。（4）换挡开关：用来选择被测电量的种类和量程（或倍率），是一个多挡位的旋转开关。测量项目包括电流、直流电压、交流电压和电阻等，每挡划分为几个不同的量程（或倍率）以供选择。（5）表笔插孔：每台万用表均配有红、黑两支表笔，使用时应将红色表笔插入标有“＋”号的插孔中，黑色表笔插入标有“－”或“COM”号的插孔中。测量大于500V的高压时，将红表笔插入“2500V”插孔；测量大于500mA的电流时，将红表笔插入“5A”插孔。万能表使用方法（1）在使用万用表之前，首先要进行“机械调零”。将万用表水平放置，视线与表盘垂直，此时万用表指针应指在表盘最左端的零刻度线的位置上，若不指零，则应旋转机械调零旋钮。（2）将红、黑表笔插入相应的插孔。（3）电流的测量。此时的万用表相当于直流电流表。将换挡开关旋到合适的直流电流量程，将万用表串联接入被测电路中进行测量。测量时注意正负极性必须正确，被测电流应从红表笔流进，从黑表笔流出。万能表使用方法（4）电压的测量。此时的万用表相当于交直流电压表。将换挡开关旋到合适的电压量程，将万用表并联接入被测电路中进行测量。测量直流电压时，正负极性必须正确，红表笔接被测电压高电位，黑表笔接被测电压低电位。测量交流电压时，无需分正负极，此时测得的电压值为交流电压有效值。（5）电阻的测量。用万用表测量电阻时，不得带电测量，故测量电阻时必须将电阻两端的电路断开。测量前可先用色环标识法估算电阻的阻值，然后用换挡开关选择好适当的电阻倍率。若无法估算出电阻阻值，可从最高倍率挡开始测量，再依指针偏转情况进行倍率调节。再将红黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮使表针指向欧姆挡的“零”位置。如调不到零，则说明电池电量不足，需更换新电池。调零后即可用红黑表笔分别接触电阻两端进行测量，此时：被测电阻值=表盘读数×挡位倍率万能表使用方法（6）三极管的测量。将测量换挡开关置于“hFE”位置，将被测晶体管NPN型或PNP型的三个极（基极、集电极、发射极）分别插入相应的“B”、“C”和“E”插孔中，即可得到“hFE”的值。测试条件为UCE=1.5V，IB=10µA，“hFE”的值显示在0～300之间。万能表注意事项提示（1）在使用万用表的过程中，为保证测量数据的准确性和人身安全，不能用手接触表笔的金属部分。（2）在测量某一电量时，不能在测量的同时换挡，尤其是在测量高电压或大电流时更应注意，否则会损坏万用表。如需换挡，应先断开表笔，换挡后再进行测量。（3）当无法估出电量时，应选用最大量程尝试着测量，若不适合则应断开测量电路再换挡，切不可在连线的情况下转换量程。测量过程中若出现表针迅速偏转到底的情况，应立即断开电路，进行检查。万能表注意事项提示（4）测量电流或电压时，若表盘上没有与所选量程相对应的刻度，应按比例进行换算；测量电阻时必须断电测量，每次换倍率开关时，应重新进行欧姆调零。（5）万用表使用完毕，应将转换开关置于交流电压的最大挡或“OFF”挡。如果长期不使用，应将万用表内部的电池取出来，以免电池腐蚀表内及其他器件。Part

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2Part

3Part

4项目相关知识项目实施项目分析基础训练任务目标（1）学会识别常用电路元件。（2）掌握常用电路元件伏安特性的测绘方法。（3）掌握试验台上直流电工仪表和设备的使用方法。序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0～30V1DG042万用表FM-47或其他1自备3直流数字毫安表0～200mA1D314直流数字电压表0～200V1D315半导体二极管IN40071DG096稳压管2CW511DG097白炽灯12V，0.1A1DG098线性电阻器200Ω1DG099线性电阻器1kΩ1DG0910限流电阻器510Ω/8W1DG09任务器材任务原理任何一个二端元件的特性都可以用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系I=f(U)来表示，即用U-I平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。（1）线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图曲线a所示。（2）一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，灯丝的电阻值随着温度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图曲线b所示。任务原理（3）一般的半导体二极管是一个非线性电阻，如图曲线c所示。正向压降很小（一般锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子被击穿损坏。（4）稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图曲线d所示。当反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零；但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管），电流将突然增加；当外加的反向电压继续升高时，其端电压仅有少量增加，基本维持恒定。任务步骤（1）测定线性电阻器的伏安特性按图所示的电路接线，调节稳压电源的输出电压U，使电压表的读数从0V开始缓慢地增加到10V，将相应的电压表和电流表的读数UR，I记录在表中。UR（V）0246810I（mA）

任务步骤（2）测定非线性白炽灯泡的伏安特性将图1-30中的电阻器R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复步骤（1）进行测试。UL为灯泡的端电压，可在0～5V之间取值，将测试结果记录在表中。UL（V）0.10.512345I（mA）

任务步骤（3）测定半导体二极管的伏安特性①测定半导体二极管的正向特性按图所示电路接线，R为限流电阻器，重复步骤（1）进行测试。其正向电流不得超过35mA，二极管D的正向施压UD+可在0～0.75V之间取值，在0.5～0.75V之间应多取几个测试点，将测试结果记录在表中。UD+（V）0.100.300.500.550.600.650.700.75I（mA）

任务步骤（3）测定半导体二极管的伏安特性②测定半导体二极管的反向特性将图中的二极管D反接，重复步骤（1）进行测试。其反向施压UD－可达－30V，将测试结果记录在表中。UD－（V）0-5-10-15-20-25-30I（mA）

任务步骤（4）测定稳压二极管的伏安特性①测定稳压二极管的正向特性将图中的半导体二极管换成稳压二极管2CW51，重复步骤（1）进行测试。UZ+为2CW51的正向施压，将测试结果记录在表中。UZ+（V）0.100.300.500.550.600.650.700.75I（mA）

任务步骤（4）测定稳压二极管的伏安特性②测定稳压二极管的反向特性将200Ω电阻器换成510Ω电阻器，稳压二极管D反接，重复步骤（1）进行测试。稳压电源的输出电压U从0～20V，测量稳压二极管两端的电压UZ－及电流I，由UZ－可看出其稳压特性，将测试结果记录在表中。U（V）024681016UZ－（V）

I（mA）

任务提示提示（1）测试二极管的正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意电流表的读数不得超过35mA。（2）如果要测定2AP9（高频锗点接触型二极管）的伏安特性，则正向特性的电压值应取0V，0.10V，0.13V，0.15V，0.17V，0.19V，0.21V，0.24V，0.30V；反向特性的电压值应取0V，2V，4V，6V，8V，10V。（3）进行不同任务时，应先估算电压值和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。任务思考（1）线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区别？（2）设某元件伏安特性曲线的函数式为I=f(U)，试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置？（3）稳压二极管与普通二极管有何区别，稳压二极管有什么用途？（4）在图中，设

U=2V，UD+=0.7V，则毫安表读数为多少？任务报告要求（1）根据各测试数据，分别在方格纸上绘制出上述电路元件光滑的伏安特性曲线（其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺）。（2）根据测试结果，总结、归纳被测各元件的特性。（3）进行必要的误差分析。（4）写出心得体会。任务目标（1）验证电路中电位的相对性和电压的绝对性。（2）掌握电路电位图的绘制方法。任务器材序号名称型号与规格数量备注1直流可调稳压电源0～30V二路DG042万用表

1自备3直流数字电压表0～200V1D314电位、电压测定试验线路板

1DG05任务原理在一个确定的闭合电路中，各点电位的大小视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。据此性质，我们可以用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线相连接，就可以得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况。而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。在电路中，电位参考点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同的，但各点电位变化的规律却是一样的。任务步骤将DG05试验挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，按图接线。任务步骤（1）分别将两路直流稳压电源接入电路，即将K1，K2拨向电源侧U1，U2。令U1=6V，U2=12V（先调准输出电压值，再接入试验线路中）。（2）以图中的A点作为电位的参考点，分别测量B，C，D，E，F各点的电位值V及相邻两点之间的电压值UAB，UBC，UCD，UDE，UEF及UFA，将测得的数据记录于表中。（3）以D点作为参考点，重复步骤（2）的测量，将测得的数据记录于表中。任务步骤

电位参考点V与UVAVBVCVDVEVFUABUBCUCDUDEUEFUFAA计算值

测量值

相对误差

D计算值

测量值

相对误差

任务提示提示（1）本任务中的线路板系多个任务通用，本次任务中不使用电流插头。DG05上的K3应拨向330Ω侧，三个故障按键均不得按下。（2）测量电位时，用指针式万用表的直流电压挡或用数字直流电压表测量时，用负表笔（黑色）接参考电位点，用正表笔（红色）接被测各点。若指针正向偏转或数字直流电压表显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若指针反向偏转或数字直流电压表显示负值，此时应调换万用表的表笔，然后读出数值，此时在电位值之前应加一负号（表明该点电位低于参考点电位），数字直流电压表也可不调换表笔，直接读出负值。任务思考若以F点为参考电位点，测得各点的电位值应为多少？现令E点作为参考电位点，试问此时各点的电位值应有何变化？任务报告要求（1）根据测试数据，绘制两个电位图形，并对照观察各对应两点间的电压情况。两个电位图的参考点不同，但各点的相对顺序应一致，以便对照。（2）完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析。（3）总结电位相对性和电压绝对性的结论。（4）写出心得体会。基尔霍夫定律的验证（1）验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。（2）学会用电流插头、插座测量各支路电流。基尔霍夫定律的验证序号名称型号与规格数量备注1直流可调稳压电源0～30V二路DG042万用表

1自备3直流数字电压表0～200V1D314电位、电压测定试验线路板

1DG05基尔霍夫定律的验证基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量得到的某电路的各支路电流及每个元件的端电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）：对电路中的任一节点而言，应有；对任何一个闭合回路而言，应有。基尔霍夫定律的验证将DG05试验挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，按图接线。基尔霍夫定律的验证（1）实施前先任意设定三条支路的电流方向和三个闭合回路的绕行正方向。本任务中I1，I2，I3的方向已设定，如图所示，设三个闭合回路的绕行正方向分别为ADEFA，BADCB和FBCEF。（2）分别将两路直流稳压源接入电路，令U1=6V，U2=12V。（3）熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“+”、“－”两端。（4）将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，如图所示，读出电流值并将其记录于表中。（5）用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，并将其记录于表中。基尔霍夫定律的验证被测量I1（mA）I2（mA）I3（mA）U1（V）U2（V）UFA（V）UAB（V）UAD（V）UCD（V）UDE（V）计算值

测量值

相对误差

基尔霍夫定律的验证提示（1）本任务线路板系多个任务通用，本次任务中需使用电流插头。DG05上的K3应拨向330Ω侧，三个故障按键均不得按下。（2）所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。U1，U2也需测量，不应取电源本身的显示值。（3）防止稳压电源两个输出端碰线短路。（4）用指针式万用表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换两表笔，重新测量。若此时指针正偏，可读得电压或电流值。用直流数字电压表或直流数字电流表测量时，则可直接读出电压值或电流值。基尔霍夫定律的验证（1）根据图所示的电路参数，计算出待测的电流I1，I2，I3和各电阻上的电压值，记录于表中，以便任务实施时正确地选定毫安表和电压表的量程。（2）若用指针式万用表的直流毫安挡测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量，表盘会怎样显示？基尔霍夫定律的验证（1）根据测试数据，选定节点A，验证KCL的正确性。（2）根据测试数据，选定测试电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。（3）将支路电流方向和闭合回路的绕行方向重新设定，重复（1）、（2）两项验证。（4）进行误差原因分析。（5）写出心得体会。叠加定理任务目标（1）验证线性电路叠加定理的正确性。（2）加深对线性电路叠加性的理解。叠加定理任务器材序号名称型号与规格数量备注1直流稳压电源0～30V可调二路DG042万用表

1自备3直流数字电压表0～200V1D314直流数字毫安表0～200mV1D315叠加原理试验线路板

1DG05叠加定理任务原理叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。叠加定理任务步骤将DG05试验挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，按图接线。叠加定理任务步骤（1）将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。（2）令电源U1单独作用（将开关K1置于U1侧，开关K2置于短路侧）。用直流数字电压表和直流数字毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，将测试数据记录于表中。（3）令电源U2单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复测试步骤（2）中的测量，并将测试数据记录于表中。（4）令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复测试步骤（2）中的测量，并将测试数据记录于表中。（5）将U2的数值调至+12V，重复测试步骤（2）中的测量，并将测试数据记录于表中。叠加定理任务步骤

测量项目试验内容U1（V）U2（V）I1（mA）I2（mA）I3（mA）UAB（V）UCD（V）UAD（V）UDE（V）UFA（V）U1单独作用

U2单独作用

U1，U2共同作用

2U2单独作用

叠加定理任务步骤（6）将R5（330Ω）换成二极管IN4007（即将开关K3置于二极管IN4007侧），重复测试步骤（1）～（5），并将测试数据记录于下表中。测量项目试验内容U1（V）U2（V）I1（mA）I2（mA）I3（mA）UAB（V）UCD（V）UAD（V）UDE（V）UFA（V）U1单独作用

U2单独作用

U1，U2共同作用

2U2单独作用

叠加定理任务步骤（7）任意按下某个故障设置按键，重复测试步骤（4），并将测试数据记录于下表中，再根据测试数据判断出故障的性质。测量项目U1（V）U2（V）I1（mA）I2（mA）I3（mA）UAB（V）UCD（V）UAD（V）UDE（V）UFA（V）U1，U2共同作用

叠加定理任务提示提示（1）用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的“+”、“－”号后，再将数据记入表格。（2）注意仪表量程的及时更换。叠加定理任务思考（1）在叠加定理的验证过程中，要令U1，U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？（2）在测试电路中，若将一个电阻器改为二极管，试问叠加定理的叠加性还成立吗？为什么？叠加定理任务报告要求（1）根据测试数据，进行分析、比较，归纳、总结出结论，即验证线性电路的叠加性。（2）各电阻器所消耗的功率能否用叠加定理计算得出？试用上述测试数据，进行计算并作结论。（3）通过测试步骤（6）及分析对应表格中的数据，你能得出什么结论？（4）写出心得体会。Part

1Part

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4项目相关知识项目实施项目分析基础训练填空题（1）电荷的定向移动形成

。（2）电路通常是由

、

和

组成。（3）已知A点的对地电位为50V，B点的对地电位为20V，则UAB=

。（4）电流沿电压降低的方向取向称为

方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件

电能；电流沿电压升高的方向取向称为

方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件

电能。（5）线性电阻元件上的电压、电流关系，任意瞬间都受

定律的约束；电路中各支路电流任意时刻均遵循

定律；回路上各电压之间的关系则受

定律的约束。判断题（1）电路分析中描述的电路都是实际中的应用电路。（）（2）电源内部的电流方向总是由电源负极流向电源正极。

（）（3）电源的电动势的大小由电源本身的性质所决定，与外电路无关。（）（4）实际电压源和电流源的内阻为零时，即为理想电压源和电流源。（）（5）电路中两点的电位都很高，这两点间的电压也一定很大。（）选择题（1）千瓦时（kW·h）是的单位。（）A．电压 B．电能

C．电功率

D．电位（2）电流源开路时，该电流源内部

。（）A．有电流，有功率损耗B．无电流，无功率损耗C．有电流，无功率损耗。（3）已知电路中A点的对地电位是65V，B点的对地电位是35V，则UBA=

。（）A．100VB．-30VC．30V选择题（4）通常电路中的能耗元件是指

。 （）A．电阻元件 B．电容元件C．电感元件

D．电源元件（5）如图所示，I=

。 （）A．1AB．2AC．-1AD．-2A计算题（1）在图所示电路中，已知电流I=10mA，I1=6mA，R1=3kΩ，R2=1kΩ，R3=2kΩ。求电流表A4和A5的读数是多少？计算题（2）在下图所示电路中，有几条支路，几个节点？Uab和I各等于多少？计算题（3）分别用叠加定理和戴维南定理求解下图所示电路中的电流I3。设US1=30V，US2=40V，R1=4Ω，R2=5Ω，R3=2Ω。Thanks项目二正弦交流电路的分析与测试目录项目相关知识项目实施Part

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3项目分析基础训练Part

4Part

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4项目相关知识项目实施项目分析基础训练正弦交流电是常用的交流电，广泛应用在工业生产和日常生活中。本项目包含通过典型电信号的观察与测量、RLC元件阻抗特性的测定和日光灯电路功率因数的提高3个工作任务。Part

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2Part

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4项目相关知识项目实施项目分析基础训练交流电定义大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势统称为交流电，在一个周期内交流电的平均值为零。直流电与交流电的区别在于：直流电的方向、大小不随时间变化。交流电定义图中哪些是交流电？哪些是直流电？（a）恒流电流（b）脉动电流（c）正弦电流（d）方波电流交流电定义在交流电路中，有电流通过的导线是相线（俗称火线），用L表示；无电流通过的导线是零线，用N表示。所以当测电笔触及导线金属芯时，如果氖管发亮，说明该导线是相线；如果氖管不亮，说明该导线是零线，如图所示。图中的两孔电源插座符合“左零右火”的要求。正弦交流电三要素大小和方向随时间按正弦规律变化的交流电称为正弦交流电，正弦电压和正弦电流等物理量统称为正弦量。图中所示的电流波形为正弦波。

式（2-1）为正弦交流电流的瞬时值表达式。角频率、振幅、初相位确定以后，正弦交流电流就被唯一确定下来了。因此，角频率（频率或周期）、振幅（有效值）、初相称为正弦交流电的三要素。角频率正弦交流电可用周期、频率、角频率来表示变化的速率（快慢）。正弦交流电流（或电压）完成一次循环变化所用的时间称为周期，用字母T表示，单位为秒（s）。显然，正弦交流电流（或电压）相邻的两个最大值（或相邻的两个最小值）之间的时间间隔即为周期。正弦交流电流（或电压）在单位时间内作周期性循环变化的次数称为频率，用字母f表示，单位为赫兹（Hz）。根据定义，周期与频率互为倒数。

角频率

幅值

我国工业和民用交流电源电压的有效值为220V，频率为50Hz，因而通常将这一交流电压简称为工频电压。美国工业和民用交流电源电压的有效值也为220V，频率为60Hz。幅值如果正弦交流电流i通过电阻R在一个周期内产生的热量，与相同时间内直流电流I通过电阻R产生的热量相等，那么就把这一直流电流I的数值称为交流电流i的有效值。

正弦交流电流的有效值为：

正弦交流电压的有效值为：

正弦交流电动势的有效值为：初相(𝜔𝑡+𝜑)称为正弦电流的相位角，简称相位，它能反映出正弦量变化的进程。t=0时的相位角称为初相位角，简称初相位或初相。规定初相的绝对值不能超过π。初相已知某正弦交流电压为u=311sin314tV，试求该电压的最大值、频率、角频率和周期各为多少？解：由题可知，电压的最大值为角频率为

频率为周期为相位差两个相同频率的正弦信号出现正值的时间有先有后，“步调”不完全一致，我们就认为它们之间有相位差。相位差指两个同频率正弦信号的相位之差。

相位差

正弦量可以用振幅相量表示，即用正弦量的振幅值作为相量长度，用初相角作为相量的幅角。振幅相量

有效值相量有效值相量表示法是用正弦量的有效值作为相量的长度，仍用初相角作为相量的幅角。

单一参数正弦交流电路概述纯电阻电路纯电感电路纯电容电路单一参数正弦交流电路纯电阻电路纯电阻电路是最简单的交流电路，在日常生活和工作中接触到的白炽灯、电炉、电烙铁等，都属于电阻性负载，它们与交流电源连接组成纯电阻电路。在纯电阻电路中，电压与电流的关系可以用瞬时值、波形图和相量表示。单一参数正弦交流电路纯电阻电路（1）瞬时值表示

单一参数正弦交流电路纯电阻电路（2）波形图表示在纯电阻电路中，电阻元件的电压与电流的波形图如图所示。单一参数正弦交流电路纯电阻电路（3）相量表示在纯电阻电路中，用相量表示电压与电流的关系为：

电阻元件的电压与电流的相量图如图所示。单一参数正弦交流电路纯电阻电路

单一参数正弦交流电路纯电感电路变压器和电机的线圈、日光灯的整流器等都是电感线圈，当它们的电阻值非常小，可以忽略不计时，可以认为它们是纯电感线圈。纯电感线圈与交流电源连接组成纯电感电路，单一参数正弦交流电路纯电感电路（1）瞬时值表示

单一参数正弦交流电路纯电感电路（2）波形图表示电感对交流电流起阻碍作用的能力称为感抗，用XL表示，单位为Ω，其表达式为：

单一参数正弦交流电路纯电感电路（3）相量表示用相量表示电压与电流的关系为：

单一参数正弦交流电路纯电容电路纯电容元件是理想化的电容器，即忽略电容器的漏电现象，也不考虑介质的损耗。纯电容元件与交流电源连接组成纯电容电路，在纯电容电路中，电压与电流的关系可以用瞬时值、波形图和相量表示。单一参数正弦交流电路纯电容电路（1）瞬时值表示

比较电压和电流的关系式可见：电容两端的电压u和电流i也是同频率的正弦量，电流的相位超前电压90°。单一参数正弦交流电路纯电容电路（2）波形图表示电压与电流在数值上满足关系式：

单一参数正弦交流电路纯电容电路（2）波形图表示电容对交流电流起阻碍作用的能力称为容抗，用XC表示，单位为Ω，其表达式为：

单一参数正弦交流电路纯电感电路（3）相量表示用相量表示电压与电流的关系为：

单一参数正弦交流电路特性比较特性名称电阻R电感L电容C阻抗特性阻抗电阻R感抗XL=

L容抗XC=1/(

C)直流特性呈现一定的阻碍作用通直流，阻交流（相当于短路）通交流，隔直流（相当于开路）交流特性呈现一定的阻碍作用通低频，阻高频通高频，阻低频伏安关系大小关系UR=RIRUL=XLILUC=XCIC相位关系（电压与电流相位差）

=0°

=90°

=

90°单相正弦交流电路

单相正弦交流电路

单相正弦交流电路由电压相量所组成的直角三角形，称为电压三角形。利用这个电压三角形，可求得电源电压的有效值。

单相正弦交流电路

单相正弦交流电路

单相正弦交流电路当"XL>XC"，">0"电路中的电流滞后于电压""角，此时电路呈感性。当"XL<XC"，"<0"电路中的电流超前于电压""角，此时电路呈容性。当"XL=XC"，"=0"电路中电流与电压同向，此时电路呈阻性。这是RLC串联电路的一种特殊工作状态，称为串联谐振。单相正弦交流电路由KCL定律得出电流的相量形式为：

单相正弦交流电路RLC并联电路的复导纳为：

复导纳的模为：

复导纳的导纳角为：

单相正弦交流电路当"BC<BL"

("XL>XC")时，"B<0"，"IC<IL"，"Y<0"，即𝐼

̇比𝑈

̇滞后"Y"，此时电路呈感性。当"BC>BL"

("XL<XC")时，"B>0"，"IC>IL"，"Y>0"，即𝐼

̇比𝑈

̇超前"Y"，此时电路呈容性。当"BC=BL"

("XL=XC")时，"B=0"，"IC=IL"，"Y"="0"，即𝐼

̇与𝑈

̇同相此时电路呈阻性。这是RLC并联电路的一种特殊工作状态，称为并联谐振。单相正弦交流电路内容RLC串联电路RLC并联电路等效阻抗阻抗大小阻抗角电压或电流关系大小关系电路性质感性电路容性电路谐振电路功率的计算正弦交流电路的功率瞬时功率

负载的瞬时功率是随时间变化的。可以看出瞬时功率有时为正，有时为负。当负载功率为正值时，表示负载从电源吸收能量；当负载功率为负值时，表示从负载中的储能元件（如电感、电容）中释放出能量送回电源。瞬时功率的单位为瓦特（W）。功率的计算正弦交流电路的功率有功功率（平均功率）和功率因数瞬时功率的平均值称为平均功率，也叫有功功率，它是电路能源消耗的表现，

功率的计算正弦交流电路的功率有功功率（平均功率）和功率因数

功率的计算正弦交流电路的功率无功功率由于电路中有储能元件电感和电容，它们虽不消耗功率，但与电源之间要进行能量交换，这种能量交换的规模用无功功率Q表示，对于任意一个无源二端网络，其无功功率可定义为：

功率的计算正弦交流电路的功率无功功率在电路中既有电感元件又有电容元件时，无功功率相互补偿，它们在电路内部先相互交换一部分能量后，不足部分再与电源进行交换，则无源二端网络的无功功率为：

无源二端网络的无功功率是电感元件的无功功率与电容元件的无功功率的代数和。QL为正值，QC为负值，Q为一代数量，可正可负，单位为乏（var）。功率的计算正弦交流电路的功率视在功率在交流电路中，端电压与电流有效值的乘积称为视在功率，用S表示，即：

视在功率的单位为伏安（V·A）或千伏安（kV·A）。功率的计算正弦交流电路的功率视在功率

视在功率S通常用来表示电气设备的容量，说明电气设备可能转换的最大功率。由于电源设备（如变压器、发电机等）所发出的有功功率随负载的功率因数变化，不是一个常数，因此电源设备通常只用视在功率表示其容量，而不是用有功功率表示。功率的计算正弦交流电路的功率视在功率有功功率P、无功功率Q、视在功率S之间存在如下关系

S，P，Q构成一个直角三角形，称为功率三角形。功率的计算正弦交流电路的功率视在功率在如图所示的RLC串联电路中，电阻为30W，电感为127mH，电容为40μF，电路两端的电压u=311sin314t

V。试求（1）电路的阻抗值；（2）电流的有效值；（3）各元件两端电压的有效值；（4）电路的有功功率、无功功率、视在功率。

功率的计算正弦交流电路的功率视在功率在如图所示的RLC串联电路中，电阻为30W，电感为127mH，电容为40μF，电路两端的电压u=311sin314t

V。试求（1）电路的阻抗值；（2）电流的有效值；（3