电阻电感电容的串联电路.ppt

主讲教师：贾凡龙,第四节电阻、电感、电容的串联电路,（一）知识目标1、掌握rlc串联电路端电压与电流的相位关系；2、掌握rlc串联电路端电压与电流的大小关系；3、能够运用ui关系解决实际问题。（二）能力目标：培养学生利用相量图分析问题的能力（三）情感目标：培养学生一丝不苟的科学态度,教学目标：,掌握rlc串联电路端电压与电流的相位、大小关系,教学重点：,教学难点：,能够运用ui关系分析解决具体问题,相位,大小,相量图,解析式,电流和电压的关系,电路图,纯电容电路,纯电感电路,纯电阻电路,电路1形式项目,电压与电流同相位,电压超前电流90相位,电压滞后电流90相位,复习,第四节电阻、电感、电容的串联电路,设电路中正弦交流电流为i=imsint，,则各元件两端的瞬时电压:,ur=rimsint,ul=xlimsin(t/2),uc=xcimsin(t/2),a、b两端的瞬时电压为:,u=uruluc,一、端电压与电流的相位关系,由于串联电路中电流相等，所以，以i为参考量作相量图。,（1）当xlxc，,则uluc，,电路呈电感性，称为电感性电路。,端电压较电流超前一个小于90的角，,端电压应为三个分电压r、c、l的相量和,(xlxc,xlxc,xl=xc),（2）当xluc，,电路呈电容性，称为电容性电路,它们的相量关系,端电压较电流落后一个小于90的角，,端电压应为三个电压r、c、l的相量和,端电压与电流的相位差是零,即,相量关系如图,（3）、当xl=xc，,则ul=uc，,电感两端的电压和电容两端的电压大小相等，相位相反，,故端电压u等于电阻两端的电压ur，即u=ur，,电路呈电阻性。,1、作相量图以电流作为参考方向较为方便。,2、端电压是分电压的相量和。,3、相位关系是交流电路中存在的，在直流电路中不存在。,注意：,判断：,1、在r-l-c串联电路中，若xlxc，则该电路为电感性电路。,2、在r-l-c串联电路中，若xl=xc，这时电路的端电压与电流的相位差为零。,（）,3、只有在纯电阻电路中，电路的端电压与电流的相位差为零。,（）,（）,练一练,二、端电压和电流的大小关系,电路的端电压与各个分电压构成一个直角三角形叫电压三角形。,由电压三角形得到：端电压有效值与各分电压有效值的关系是相量和，而不是代数和。,由于ur=ri，,ul=xli，,uc=xci，,代入可得,即,这就是r-l-c串联电路欧姆定律的表达式，,所以，,x=xl-xc,则：,注意：,将电压三角形各边同除以电流可得：,斜边是阻抗|z|，直角边为电阻r和电抗x,|z|和r两边的夹角也叫阻抗角，它就是端电压和电流的相位差，即,存在相位差时，一定进行相量计算，不能以简单的代数和计算代替相量和。,【例8-4】在r-l-c串联电路中，已知电路端电压u=220v，电源频率f=50hz，电阻r=30，电感l=445mh，电容c=32f。求：(1)电路中的电流大小i；(2)端电压和电流之间的相位差；(3)电阻、电感、电容两端的电压ur、ul、uc。,分析：,xl=2fl,xc=,=23.14500.445,解：,xc=,xl=2fl,140，,100,=,则,=,所以，,(1),=50,(3)电阻、电感、电容两端的电压分别是,(2)端电压和电流之间的相位差是,=53.1,电路呈电感性,因为xlxc，,所以，,ur=ri=304.4v=132v,ul=xli=1404.4v=616v,uc=xli=1004.4v=440v,请大家思考为什么会出现这种情况？,小结,相位关系,大小关系,相位,相位图,相量差,xlxc，电压超前电流，电路呈感性,xlxc，电压滞后电流，电路呈容性,xl=xc，电压与电流同相，电路呈电阻性（串联谐振）,其中：,1、如下图所示为交流电的相量图，其中a图为电路，b图为电路，c图为电路，d图为电路,e图为电路。,(a),(b),(c),(d),(e),纯电阻,电感,纯电感,纯电容,电容,练一练,2、在r-l-c串联电路中，三元件端电压分别为,ur,，,ul,，,uc,试求：电路两端的端电压u