RLC串联电路学案1.doc

rlc串联电路与规律因数的提高 学案制作人：张文 2008.10.13【学习目标】1掌握r、l、c元件电压与电流关系，理解感抗、容抗、有功功率、无功功率，掌握其计算；2理解rlc串联电路电压与电流关系及各种功率的分析计算，会判断阻抗性质；3了解功率因数的含义及提高功率因数的方法；重难点：理解rlc串联电路电压与电流关系及各种功率的分析计算，会判断阻抗性质【知识回顾】在单一参数（r、l、c）的正弦交流电路中，r、l、c两端电压与电流的之间的关系如何？并作出相量图【教学过程】一 rlc串联电路1概念探究：以电流作为参考量，分别做出各元件两端电压与电流的相量图2结论：（1）电压与电流的数值关系：从图中可以看出，总电压与各部分电压构成一个直角三角形，称为 。各部分电压的关系为u= ，结合各单一参数欧姆定律可得： 、 和 也构成一个直角三角形，称为阻抗三角。（2）相位关系电压三角形与阻抗三角形相似，角叫 ，其大小等于 ，由于角可以为正、为负、为零，因此，电路可以有以下几种情况：（1）当xlxc时，x0， 0，电路呈 性，总电压u 电流i（2）当xlxc时，x0， 0，电路呈 性，总电压u 电流i（3）当xl=xc时，x=0，=0，总电压u与电流i ，电路呈 性，并称电路的这种状态为 练习：分别作出上述三种情况的相量图。案例：在电子技术中常遇到如图229（a）所示rc移相电路。已知电容c0.12f，输入正弦交流电压频率f100hz，电压有效值为1v。要使输出电压uo滞后于输入电压ui/3，试问电阻r的值应为多少？输出电压有效值是多少？练习：在rlc串联电路中，已知电路端电压u220v，电源频率f=50hz，电阻r=30,电感l445mh,电容c=32。求：（1）电路中的电流；（2）端电压与电流间的相位差；（3）电阻、电感和电容两端的电压。二 电路的功率1有功功率：在rlc串联电路中电路的有功功率等于 元件所消耗的平均功率，即： 2无功功率：无功功率等于 的乘积，用符号 表示，单位为 。用公式表示为： 3视在功率：对于电源来说，其输出的 的乘积叫做视在功率，用 表示，单位为 。用公式表示为 视在功率反映了电路可能消耗或提供的最大 功率，因此也把s称为电路或电源设备的 。探究：有功功率、无功功率和视在功率三者之间的关系,并作出其关系图结论：有功功率无功功率以及视在功率三者也组成一个直角三角形，称之为 三 功率因数及功率因数的提高1功率因数 称为功率因数，用 表示，即 探究：功率因数与电路的性质的关系。结论：功率因数大小取决于电路参数r、l、c。对于纯电阻电路，= ；对于纯电感或纯电容电路，= ，有功功率等于 。探究：如何提高功率因数？提高功率因数的意义是什么？案例：将一电感性负载接到f = 100 hz的交流电源上，功率因数cos j = 0.5，若将电源频率变为50 hz，则功率因数将（ ）。 a不变 b变大 c变小 d不能确定练习：若已知一只日光灯为感性负载，且功率因数，判断日光灯的总电压与总电流的相位关系【知识拓展】 荧光灯（日光灯）的控制线路1荧光灯（日光灯）的控制线路： 荧光灯电路由 、 、 及 组成。2控制线路图：【达标练习】1如图所示电路中，已知，r=4 ，则各电压表、电流表的读数分别为：a的读数为_，v的读数为_，v1的读数为_，v2的读数为_，v3的读数为_，v4的读数为_，v5的读数为_。2若已知一只日光灯为感性负载，且功率因数，则日光灯的总电压与总电流的相位关系是_。3将实际电感线圈接到直流电压12v时，电流为2a，接到正弦交流电压12v时，电流为1.2a，则xl等于（ ）a10a b6a c8a d5a 4将电感为255 mh、电阻为60 的线圈接到的电源上。求：(1)线圈的感抗和电路的阻抗；(2)电路中电流有效值；(3)电路的有功功率p、无功功率q、视在功率s；(4)功率因数cos 。5.如图所示，日光灯测试电路中，（1）在日光灯启动时，为什么开关s要闭合？(2)开关s1闭合后，电路的功率因数怎样变化？(3)开关s1闭合后，灯管和镇流器两端的电压怎样变化？流过灯管的电流怎样变化？(4)日光灯正常发光后去掉启辉器，日光灯能否正常发光？ 6.正弦交流电和直流电的波形如图250所示，若让它们分别为10的电阻r1、r2通电5分钟，那个电阻产生的热量多？为什么？7.用一个电压表和一个阻值为50的电阻来测量一个电感线圈的参数r和xl，把电阻r和待测线圈串联在一起，接在220v的交流电源上，如图253所示，用电压表测得ub