《电工电子技术》课件-单一元件的正弦交流电路

单一元件的正弦交流电路电阻元件（R）电容元件（C）电感元件（L）概述元件在正弦交流电路中的伏安关系。元件在正弦交流电路中的功率。纯电阻电路

1.伏安特性（电压电流关系）设纯电阻电路中，电压、电流参考方向如图所示：纯电阻电路设，根据欧姆定律，则：式中，或。可见，

R

等于电压与电流有效值或最大值之比。纯电阻电路（1）表达式：。（2）波形图：电压电流（三要素）关系——角频率相同、初相位相同、幅值关系。纯电阻电路

2.功率（1）瞬时功率（2）平均功率（有功功率）有功功率：电阻有功功率：纯电阻电路单位时间内实际发出或消耗的交流电能量。单位时间内消耗的交流电能量。解纯电阻电路例：在纯电阻电路中，已知电阻R=44Ω

，交流电压u=311sin(314t+30°)V，求通过该电阻的电流大小？并写出电流的解析式。分析：根据电阻元件的伏安特性（1）角频率相同（2）初相相同（3）幅值关系

解析式：I=7.071sin(314t+30°)A

纯电感电路

1.伏安特性（电压电流关系）设纯电感电路中，电压、电流参考方向如图所示：纯电感电路设，由电感元件的伏安关系，得：

因纯电感电路

电感特性：感抗与频率

f

和L

成正比。因此电感线圈对高频电流的阻碍作用很大，而对直流可视为短路。

感抗：。纯电感电路（1）表达式：。（2）波形图：电压电流（三要素）关系：角频率相同；初相位电压超前电流90°；幅值关系。纯电感电路

2.功率（1）瞬时功率（2）平均功率（有功功率）纯电感电路当

u、i

实际方向相反时（

i

减小）p<

0

，电感提供功率。

当

u、i

实际方向相同时（

i

增长）p

>

0，电感吸收功率；电感不消耗功率，它是储能元件。纯电感电路（3）无功功率电感与电源之间能量交换的规模称为无功功率（Q）。其值为瞬时功率的最大值，单位为乏（var）

。纯电感电路例：把一个L

=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？纯电感电路例：把一个L

=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，纯电感电路例：把一个L

=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：（2）当f=5000Hz时，纯电容电路

1.伏安特性（电压电流关系）设纯电容电路中，电压、电流参考方向如图所示：纯电容电路设，由电容元件的伏安关系，得i=CUmcost

因i=

Imsin(t+90)

电容特性：容抗与频率

f

，电容C

成反比。因此，电容元件对高频电流所呈现的容抗很小，而对直流所呈现的容抗趋于无穷大，故可视为开路。

容抗：。纯电容电路纯电容电路（1）表达式：。（2）波形图：电压电流（三要素）关系：角频率相同；初相位电流超前电压90°；幅值关系。纯电容电路

2.功率（1）瞬时功率（2）平均功率（有功功率）纯电容电路纯电容电路当

u、i

实际方向相反时（

u

减小）p<

0

，电容提供功率。

当

u、i

实际方向相同时（

u