知识点4：纯电阻正弦交流电路-教学文稿

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式电工技术主讲：杨润润淄博职业学院《电工技术》在线开放课程2知识点讲授内容项目二：交流电路纯电阻正弦交流电路0203050401目录明确任务：纯电阻正弦交流电路中的电压电流知识准备：纯电阻正弦交流电路的特点操作训练：实训：纯电阻正弦交流电路知识深化：电炉的应用归纳总结一、明确任务

纯电阻正弦交流电路中的电压电流之间存在怎样的关系呢？我们一起来学习使用万用表测交流电压、交流电流的方法；掌握信号发生器、示波器的使用方法。掌握电阻上功率的计算方法。5二、知识准备纯电阻正弦交流电路的特点电压与电流参考方向相关联，即电压、电流参考方向相同。如图2-16所示。1．电流与电压的关系图2-16纯电阻正弦交流电路图2-16（a）是用瞬时值表示的电路，图2-16（b）是用相量表示的电路。6二、知识准备设加在电阻两端的电压为有效值相量表达式为最大值相量表达式为

纯电阻正弦交流电路的特点1．电流与电压的关系7二、知识准备

电阻、电压与电流瞬时值之间满足欧姆定律，因此有电流的有效值相量为

最大值相量为纯电阻正弦交流电路的特点1．电流与电压的关系二、知识准备电压有效值（或最大值）、电流有效值（或最大值）和电阻三者之间满足欧姆定律，即将电压与电流之间的关系用相量表示，则有纯电阻正弦交流电路的特点1．电流与电压的关系二、知识准备

结论：纯电阻正弦交流电路中电流、电压与电阻三者之间有以下关系：1）电阻上电压与电流频率相同，相位与初相位相同；2）电流、电压有效值、瞬时值、最大值与电阻之间满足欧姆定律；3）电流、电压有效值或最大值相量与电阻之间满足欧姆定律。纯电阻正弦交流电路的特点1．电流与电压的关系10二、知识准备练习：

图2-16纯电阻正弦交流电路中以电压相量为参考相量，试画出电阻电压电流相量图。

纯电阻正弦交流电路的特点1．电流与电压的关系11二、知识准备2．电阻上功率的计算在图2-16所示电路中，电流与电压的参考方向相关联时，若电阻上电压为那么，电阻的电流瞬时值可写成于是，电阻R上的瞬时功率应为纯电阻正弦交流电路的特点12二、知识准备在电流与电压参考方向一致的情况下，从电阻瞬时功率的表达式可知，在交流电路中，只有在某些时刻，电阻上电流、电压均为零，此刻不存在功率消耗，即因此电阻是一个“耗能”元件。图4-16是电阻上电流、电压与功率的波形图。2．电阻上功率的计算纯电阻正弦交流电路的特点13二、知识准备图2-17电阻上电压、电流与功率波形2．电阻上功率的计算纯电阻正弦交流电路的特点二、知识准备

在工程上我们用有功功率（P）来衡量元件消耗的功率大小。定义：正弦交流电一个周期内在元件上消耗的平均功率称为该元件的有功功率。根据有功功率的定义，电阻的有功功率的计算公式推导如下2．电阻上功率的计算纯电阻正弦交流电路的特点二、知识准备

可见，电阻在一个周期消耗的有功功率只跟电压有效值或电流有效值有关，而跟频率、相位无关。从上面的分析可知，电阻上有功功率的计算方法与直流电路中电阻上的功率计算方法相同，不同之处在于电压或电流应采用有效值。元件的有功功率反映了元件实际所消耗的功率，所以它具有现实意义。2．电阻上功率的计算纯电阻正弦交流电路的特点二、知识准备2．电阻上功率的计算纯电阻正弦交流电路的特点17二、知识准备【特别提示】通常交流电路中负载的功率（例如电灯的功率、电机的功率、电视的功率等）指的就是有功功率。2．电阻上功率的计算纯电阻正弦交流电路的特点18三、操作训练实训：纯电阻正弦交流电路在R＝100Ω的电阻两端加上正弦交流电源ui，改变电源的大小，用万用表（或电压表、电流表）测量电阻R的电压和电流。图2-18交流电路中的电阻19三、操作训练1.训练目的理解R在正弦交流电路中的电压电流关系。掌握万用表测交流电压、交流电流的方法。掌握信号发生器、示波器的使用。实训：纯电阻正弦交流电路20三、操作训练2.任务实施（1）按图2-18连接电路，交流信号由信号发生器提供，用电压表和电流表分别测量电阻两端的电压及流过电阻的电流。（2）将图中开关S闭合，改变信号发生器输出交流信号的频率和电压，观察电路中电压表和电流表的变化。（3）根据测得的数据，绘制电阻的伏安特性图。（4）用功率表测量电阻所消耗的功率，总结功率与电阻的电压和电流的关系。实训：纯电阻正弦交流电路21三、操作训练把上述数据填入表2-1。表2-1频率f（Hz）电压U（V）电流I（A）功率P（W）

思考总结：①正弦交流电路中电阻两端的电压与电流有效值满足欧姆定律吗？它们的瞬时值满足吗？②电阻的功率与电压、电流有什么关系？实训：纯电阻正弦交流电路22四、知识深化

电炉的额定电压UN=220V，额定功率PN=1000W，在220V的交流电源下工作，求电炉的电流和电阻。使用2小时，消耗电能是多少？解：由于电炉可看成纯电阻负载，则电炉的电阻为工作2小时消耗的电能为23五、归纳总结1.纯电阻正弦交流电路中电流、电压与电阻三者之间有以下关系：1）电阻上电压与电流频率相同，相位与初相位相同；2）电流、电压有效