电压与电流的关系课件

1.电压与电流的关系设②大小关系：③相位关系：u、i

相位相同根据欧姆定律:①频率相同相位差：相量图4.3单一参数的交流电路Ru+_相量式：4.3.1电阻元件的交流电路1.电压与电流的关系设②大小关系：③相位关系：u、i相12.功率关系(1)瞬时功率

p：瞬时电压与瞬时电流的乘积小写结论:

（耗能元件）,且随时间变化。piωtuOωtpOiu2.功率关系(1)瞬时功率p：瞬时电压与瞬时电流的2瞬时功率在一个周期内的平均值大写(2)平均功率(有功功率)P单位:瓦（W）PRu+_ppωtO注意：通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。瞬时功率在一个周期内的平均值大写(2)平均功率(有功3

基本关系式：①频率相同②U=IL

③电压超前电流90

相位差1.电压与电流的关系4.3.2电感元件的交流电路设：+-eL+-LuωtuiiO基本关系式：①频率相同②U=IL③电4或则:感抗(Ω)电感L具有通直阻交的作用直流：f=0,XL=0，电感L视为短路定义：有效值:交流：fXLf或则:感抗(Ω)电感L具有通直阻交的作用直流：f5感抗XL是频率的函数可得相量式：电感电路复数形式的欧姆定律相量图超前根据：则：感抗XL是频率的函数可得相量式：电感电路复数形式的欧姆定律相62.功率关系(1)瞬时功率(2)平均功率

L是非耗能元件2.功率关系(1)瞬时功率(2)平均功率L是非耗能元7储能p<0+p>0分析：瞬时功率

：ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0p<0放能储能放能电感L是储能元件。iuopo结论：纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。可逆的能量转换过程储能p<0+p>0分析：瞬时功率：ui+-ui+-u8用以衡量电感电路中能量交换的规模。用瞬时功率达到的最大值表征，即单位：var(3)无功功率Q瞬时功率

：例6:把一个0.1H的电感接到f=50Hz,U=10V的正弦电源上，求I，如保持U不变，而电源f=5000Hz,这时I为多少？解：(1)当f=50Hz时用以衡量电感电路中能量交换的规模。用瞬时功率达到的最大值表征9（2）当f=5000Hz时所以电感元件具有通低频阻高频的特性（2）当f=5000Hz时所以电感元件具有通低频阻高10例7：的电流一只L=20mH的电感线圈，通以求(1)感抗XL;(2)线圈两端的电压u;(3)有功功率和无功功率。解：（1）感抗（2）有效值:电压u超前电流i90°例7：的电流一只L=20mH的电感线圈，通以求(1)感抗XL11（3）有供功率P=0无供功率（3）有供功率P=0无供功率12电流与电压的变化率成正比。

基本关系式：1.电流与电压的关系①频率相同②I=UC

③电流超前电压90

相位差则：4.3.3电容元件的交流电路uiC+_设：iuiu电流与电压的变化率成正比。基本关系式：1.电流与电压13或则:容抗（Ω）定义：有效值所以电容C具有隔直通交的作用XC直流：XC，电容C视为开路交流：f或则:容抗（Ω）定义：有效值所以电容C具有隔直通交的作用14容抗XC是频率的函数可得相量式则：电容电路中复数形式的欧姆定律相量图超前由：容抗XC是频率的函数可得相量式则：电容电路中复数形式的欧姆定152.功率关系(1)瞬时功率uiC+_(2)平均功率Ｐ由C是非耗能元件2.功率关系(1)瞬时功率uiC+_(2)平均功率Ｐ16瞬时功率

：ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0充电p<0放电+p>0充电p<0放电po所以电容C是储能元件。结论：纯电容不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。uiou,i瞬时功率：ui+-ui+-ui+-ui+-+p>0充电17同理，无功功率等于瞬时功率达到的最大值。(3)无功功率Q单位：var为了同电感电路的无功功率相比较，这里也设则：同理，无功功率等于瞬时功率达到的最大值。(3)无功功率Q18指出下列各式中哪些是对的，哪些是错的？在电阻电路中：在电感电路中：在电容电路中：【例8】指出下列各式中哪些是对的，哪些是错的？在电阻电路中：在电感电19小结单一参数电路中的基本关系参数LCR基本关系阻抗相量式相量图小结单一参数电路中的基本关系参数LCR基本关系阻抗相量式相20单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路图(参考方向)阻抗电压、电流关系瞬时值有效值相量图相量式功率有功功率无功功率Riu设则u、i同相0LC设则则u领先i90°00基本关系+-iu+-iu+-设u落后i90°单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路图电压、电流关系瞬时值21实际的电阻、电容电阻的主要指标1.标称值2.额定功率3.允许误差种类:碳膜、金属膜、线绕、可变电阻电容的主要指标1.标称值2.耐压3.允许误差种类:云母、陶瓷、涤纶电解、可变电容等一般电阻器、电容器都按标准化系列生产。实际的电阻、电容电阻的主要指标电容的主要指标一般电阻器、电22电阻器的色环表示法四环五环倍率10n误差有效数字误差

黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银

01234567890.10.01误差:120.50.20.1510（%

）有效数字倍率10n电阻器的色环表示法四环五环倍误有效误黑、棕、红、橙23如电阻的4个色环颜色依次为：绿、棕、金、金——如电阻的5个色环颜色依次为：棕、绿、黑、金、红——四环倍率10n误差有效数字五环有效数字误差倍率10n如电阻的4个色环颜色依次为：如电阻的5个色环颜色依次为：四环24讨论交流电路中与参数R、L、C、

间的关系如何？1.电流、电压的关系U=IR+I

L+I1/

C?直流电路两电阻串联时4.4RLC串联的交流电路设：RLC串联交流电路中RLC+_+_+_+_讨论交流电路中与参数R、L、C、1.电流、电25设：则(1)瞬时值表达式根据KVL可得：为同频率正弦量1.电流、电压的关系4.4RLC串联的交流电路RLC+_+_+_+_设：则(1)瞬时值表达式根据KVL可得：为同频率正弦量1.26(2)相量法设（参考相量）则总电压与总电流的相量关系式RjXL-jXC+_+_+_+_a、相量式(2)相量法设（参考相量）则总电压与总电流RjXL-jXC+27令则

Z的模表示u、i的大小关系，辐角（阻抗角）为u、i的相位差。Z

是一个复数，不是相量，上面不能加点。阻抗复数形式的欧姆定律注意根据令则Z的模表示u、i的大小关系，辐角（阻抗角）28电路参数与电路性质的关系：阻抗模：阻抗角：当XL>XC时，

>0，u超前i呈感性当XL<XC时，

<0，u滞后i呈容性当XL=XC时，

=0，u.

i同相呈电阻性

由电路参数决定。电路参数与电路性质的关系：阻抗模：阻抗角：当XL>XC29b、相量图(

>0感性)XL

>

XC参考相量由电压三角形可得:电压三角形(

<0容性)XL

<

XCRjXL-jXC+_+_+_+_b、相量图(>0感性)XL>XC参考相量由电30由相量图可求得:2)相量图由阻抗三角形：电压三角形阻抗三角形由相量图可求得:2)相量图由阻抗三角形：电压阻抗312.功率关系储能元件上的瞬时功率耗能元件上的瞬时功率在每一瞬间,电源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉,一部分与储能元件进行能量交换。(1)瞬时功率设：RLC+_+_+_+_2.功率关系储能元件上的瞬时功率耗能元件上的瞬时功率32(2)平均功率P（有功功率）单位:W总电压总电流u与i的夹角cos

称为功率因数，用来衡量对电源的利用程度。(2)平均功率P（有功功率）单位:W总电压总电流u33(3)无功功率Q单位：var总电压总电流u与i的夹角根据电压三角形可得：电阻消耗的电能根据电压三角形可得：电感和电容与电源之间的能量互换(3)无功功率Q单位：var总电压总电流u与i的夹角34(4)视在功率S电路中总电压与总电流有效值的乘积。单位：V·A注：SN＝UNIN称为发电机、变压器等供电设备的容量，可用来衡量发电机、变压器可能提供的最大有功功率。

P、Q、S都不是正弦量，不能用相量表示。(4)视在功率S电路中总电压与总电流有效值的乘35例9：正误判断在RLC串联电路中，

例9：正误判断在RLC串联电路中，36例10：已知:求:(1)电流的有效值I与瞬时值i;(2)各部分电压的有效值与瞬时值；(3)作相量图；(4)有功功率P、无功功率Q和视在功率S。在RLC串联交流电路中，解：例10：已知:求:(1)电流的有效值I与瞬时值i;(2)37(1)(2)方法1：(1)(2)方法1：38方法1：通过计算可看出：而是(3)相量图(4)或方法1：通过计算可看出：而是(3)相量图(4)或39(4)或呈容性方法2：复数运算解：(4)或呈容性方法2：复数运算解：40例11：已知:在RC串联交流电路中，解：输入电压(1)求输出电压U2，并讨论输入和输出电压之间的大小和相位关系(2)当将电容C改为时,求(1)中各项。RC+_+_(1)用相量图求解：设例11：已知:在RC串联交流电路中，解：输入电压(1)求输