R、L、C串联的正弦交流电路.doc

教学过程教学内容组织教学教学内容教学过程教学过程教学过程教学过程课后作业了解学生情况，检查学生书本等。三、R-L-C元件的特性特性名称电阻R电感L电容C阻抗特性阻抗电阻R感抗XL = wL容抗XC = 1/(wC)直流特性呈现一定的阻碍作用通直流(相当于短路)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)jui = 0jui = 90jui = -90 功 率 情 况耗能元件，存在有功功率PR = URIR(W)储能元件(PL = 0)，存在无功功率QL=ULIL (Var)储能元件(PC = 0)，存在无功功率QC=UCIC (Var)3.4 R、L、C串联的正弦交流电路一、R-L-C串联电路的电压关系由电阻、电感、电容相串联构成的电路叫做R-L-C串联电路。图R-L-C串联电路设电路中电流为i = Imsin(w t)，则根据R、L、C的基本特性可得各元件的两端电压：uR =RImsin(w t)，uL=XLImsin(w t + 90)，uC =XCImsin(w t - 90)根据基尔霍夫电压定律(KVL)，在任一时刻总电压u的瞬时值为u = uR + uL + uC作出相量图，如图8-5所示，并得到各电压之间的大小关系为上式又称为电压三角形关系式。图 R-L-C串联电路的相量图教学内容教学内容二、R-L-C串联电路的阻抗由于UR = RI，UL = XLI，UC = XCI，可得令 图 R-L-C串联电路的阻抗三角形上式称为阻抗三角形关系式，|Z|叫做R-L-C串联电路的阻抗，其中X = XL - XC叫做电抗。阻抗和电抗的单位均是欧姆(W)。阻抗三角形的关系如图所示。由相量图可以看出总电压与电流的相位差为上式中 j 叫做阻抗角。三、电流与电压的关系1电流与电压的大小关系 电流与电压的大小关系为2电流与电压的相位关系四、R-L-C串联电路的性质根据总电压与电流的相位差(即阻抗角 j)为正、为负、为零三种情况，将电路分为三种性质。1. 感性电路：当X 0时，即X L X C，j 0，电压u比电流i超前j，称电路呈感性；2. 容性电路：当X 0时，即X L X C，j XC，UL UC，j 0容性电路XL XC，UL UC，j 0谐振电路XL = XC，UL = UC，j = 0功 率有功功率P = I2R = UIcosj (W)无功功率Q = I2X = UIsinj (Var)视在功率说明：(1) R-L串联电路：只需将R-L-C串联电路中的电容C短路去掉，即令XC = 0，UC = 0，则表中有关串联电路的公式完全适用于R-L串联情况。(2) R-C串联电路：只需将R-L-C串联电路中的电感L短路去掉，即令XL = 0，UL = 0，则表中有关串联电路的公式完全适用于R-C串联情况。五、电阻、电感、电容电路的功率1纯电阻电路的功率在纯电阻电路中，由于电压与电流同相，即相位差 j = 0，有功功率 PR = UI cosj = UI = I2R =；无功功率 QR = UI sinj = 0；视在功率 即纯电阻电路消耗功率(能量)。2纯电感电路的功率电感电压比电流超前90，即电压与电流的相位差 j = 90，则有功功率 PL = UI cosj = 0；无功功率 QL = UI = I2XL=；视在功率 即纯电感电路不消耗功率(能量)，电感与电源之间进行着可逆的能量转换。3纯电容电路的功率在纯电容电路中，由于电压比电流滞后90有功功率 PC = UIcosj =