正弦交流电路电路的功率瞬时功率实用教案

1、会计学1正弦交流电路正弦交流电路(dinl)电路电路(dinl)的功率瞬的功率瞬时功率时功率第一页，共19页。由电阻很小的电感线圈组成(z chn)的交流电路，都可以近似地看成是纯电感电路。常见(chn jin)电感器 第1页/共19页第二页，共19页。tiLtiLeu)(LL一、电流与电压一、电流与电压(diny)的关系的关系1 1基本基本(jbn)(jbn)关系关系即线圈两端(lin dun)的电压大小与电流的变化率成正比。 第2页/共19页第三页，共19页。2 2相位相位(xingwi)(xingwi)关关系系第3页/共19页第四页，共19页。从波形图可清楚看出电流(dinli)和电压的

2、相位关系是：电压总是超前电流(dinli)90。 设流过电感(din n)的正弦电流的初相为零，则电流、电压的瞬时值表达式为：tIisinmLLmsin()2uUt第4页/共19页第五页，共19页。3 3数量数量(shling)(shling)关系关系电感(din n)对交流电起阻碍作用第5页/共19页第六页，共19页。理论和实验都能证明(zhngmng)，在纯电感电路中，电流与电压成正比，与感抗成反比，即：LXUI 这就是纯电感电路的欧姆定律。它说明，纯电感电路中，电流与电压的有效值仍满足(mnz)欧姆定律。但由于电流与电压的相位不同，故电流与电压的瞬时值不满足(mnz)欧姆定律。第6页/共

3、19页第七页，共19页。感抗是用来表示电感线圈对交流电流起阻碍感抗是用来表示电感线圈对交流电流起阻碍作用的一个物理量。其计算式为：作用的一个物理量。其计算式为：感抗的大小，取决于线圈的电感量感抗的大小，取决于线圈的电感量L L和流过和流过它的电流的频率它的电流的频率f f。对具有某一固定电感量的线圈。对具有某一固定电感量的线圈而言，而言，f f越高则越高则XLXL越大。在相同越大。在相同(xin tn)(xin tn)电压电压作用下，线圈中的电流就会减小。在直流电路中，作用下，线圈中的电流就会减小。在直流电路中，因频率因频率f f0 0，故线圈的感抗也等于零。由于一般线，故线圈的感抗也等于零。

4、由于一般线圈的电阻很小，故电感线圈可视为短路。圈的电阻很小，故电感线圈可视为短路。L2 XfLL第7页/共19页第八页，共19页。可见(kjin)，电感器在电路中的作用主要是：通直流，阻交流。 左图所示为线性电感线圈的感抗随频率(pnl)变化的曲线。第8页/共19页第九页，共19页。1.你能看出下列式子(sh zi)中哪些是正确的，哪些是错误的吗？为什么？LXUiLXuI LXuiLXUI LmmXUI 2.在纯电感电路(dinl)中，电压超前电流90，这是否说明先有电压后有电流？ 第9页/共19页第十页，共19页。二、电路二、电路(dinl)的功率的功率1 1瞬时功率瞬时功率pLuLiULm

5、sin（t ）ImsintULm Imsintcost2 ULm Imsin2t 21ULIsin2t上式说明，纯电感电路的瞬时功率也是以2按正弦(zhngxin)规律变化的。 第10页/共19页第十一页，共19页。在第一和第三个 周期内，pL是正值，线圈起着一个负载的作用。 41在第二和第四个 周期内，pL是负值，线圈起着一个电源的作用。 41第11页/共19页第十二页，共19页。2 2平均功率平均功率 纯电感线圈接通交流电源后，时而“吞进”功率，时而“吐出”功率，在一个周期内的平均功率为零，即PL0，这表明电感线圈不是耗能元件(yunjin)，而是储能元件(yunjin)。 第12页/共1

6、9页第十三页，共19页。LXUXIIUQ2LL2LL3 3无功功率无功功率(w n (w n n l)n l)无功功率(w n n l)的单位为乏尔，简称乏（var）。 平均功率不能反映线圈与电源之间能量交换的规模，人们就用瞬时功率的最大值来反映这种能量交换的规模，并把它叫做(jiozu)电路的无功功率，用字母QL表示： 第13页/共19页第十四页，共19页。“无功”的含义(hny)是“交换”而不是“消耗”，它是相对“有功”而言的，绝不能理解为“无用”。实际中许多含有电感性质的负载，如电动机、变压器等，都是根据电磁转换原理利用无功功率来工作的。 第14页/共19页第十五页，共19页。220 2

7、sin(31430 )Vut一个0.7H的电感线圈，接在的交流电源上。试求出通过线圈的电流大小，写出电流的瞬时值表达式，画出电流、电压的相量图，求出电路的无功功率。例例6363第15页/共19页第十六页，共19页。【练一练练一练】 把一个电阻可以忽略不计，电感量为10mH的线圈(xinqun)分别接到频率为5kHz和25kHz的157V交流电源上，求线圈(xinqun)中的电流大小。 第16页/共19页第十七页，共19页。【知识【知识(zh shi)(zh shi)拓展】拓展】利用电感对交流电的阻碍作用可以制成扼流圈。利用电感对交流电的阻碍作用可以制成扼流圈。常见(chn jin)的扼流圈 第17页/共19页第十八页，共