电阻电感和电容元件一交流电路的基本元件及其电路课件

第一节海员职业道德一、交流电路的基本元件及其电路在分析计算正弦交流电路时，电阻元件、电感元件、电容元件三种电路元件参数都必须计入。首先讨论最简单的交流电路，即只有电阻、电感或电容组成的单一参数的交流电路。因此，掌握单一参数电路中的电压电流的数值关系及相位关系，掌握功率计算及能量的转换是十分重要的。为了方便起见，在讨论正弦交流电路时，可以在几个同频率正弦量中，令其中某一个正弦量的初相位为零，这个正弦量称为参考正弦量，它的相量称为参考相量。通常，同一电路中电压和电流选关联方向电阻、电感和电容元件第一节海员职业道德（一）、纯电阻电路1、

电流电压关系：

根据欧姆定律：

设

1）大小关系：2）相位关系：电阻、电感和电容元件Ru+_u、i

相位相同相位差：第一节海员职业道德电阻、电感和电容元件

3）相量关系

故：

相量图波形图因：i=Imsinωtu=UmsinωtUIiiωtuOu第一节海员职业道德2、功率关系

电阻、电感和电容元件(1)瞬时功率

p：瞬时电压与瞬时电流的乘积piωtuOωtpOiup由两部分组成：①UmIm为常数②以2ω的角频率变化第一节海员职业道德单位:瓦（W）电阻、电感和电容元件(2)平均功率(有功功率)P瞬时功率在一个周期内的平均值注意：通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。第一节海员职业道德（二）、纯电感电路

线性电感:L为常数，非线性电感:L不为常数线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的导磁性能等有关

1）纯电感电路电流电压关系

设电阻、电感和电容元件iueLLL为线圈的电感(或自感)，它是线圈的结构参数。第一节海员职业道德Um=ωLIm电阻、电感和电容元件U=ωLI=XLI（1）大小关系定义：感抗单位:欧姆感抗:交流电流过具有电感的电路时，电感有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫做感抗。直流：f=0,XL=0，电感L视为短路交流：fXL电感L具有通直阻交的作用第一节海员职业道德电阻、电感和电容元件（2）相位关系

i=Imsinωt

u=Umsin（ωt+90o）电压超前电流90o或电流滞后电压90o相位差（3）相量关系可得相量式第一节海员职业道德波形图电阻、电感和电容元件瞬时功率相量图I&iuo（4）.功率关系平均功率第一节海员职业道德电阻、电感和电容元件无功功率Q用以衡量电感电路中能量交换的规模单位：var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)。第一节海员职业道德（三）、纯电容电路1、电容器的基本概念

电容器是储存电荷的容器。储存电荷后，建立了电场，电场有能量，电容器是一种能够贮存电场能量的容器。电容器的组成：两个导体用绝缘材料隔开，就构成了电容器。两个导体叫极板，中间的绝缘材料叫介质。电容器的电容量C=Q/U（F）单位：F（法）微法（uF）皮法（pF）毫法（mF）纳法（nF）关系：1F=103mF=106uF=109nF=1012pF电阻、电感和电容元件第一节海员职业道德电容器电容量的大小与电容器的极板面积、极板间距离，以及极板间的介质有关。

平板电容器的电容量：电容器及其图形符号：电阻、电感和电容元件其中：ε0：真空和空气的介电常数，ε0=8.85×10-12F/m；

εr：极板间介质的相对介电常数；

S：电容器一块极板的面积；m2；

d：电容器极板间的距离，m。第一节海员职业道德电容器的分类：

按结构分类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。固定电容器：凡是电容量固定不可调节的电容器叫做固定电容器。固定电容器按介质材料不同，分为：纸介电容器、云母电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器及电解电容器。电解电容器有极性。可变电容器：电容量能在较大范围内随意调节的电容器叫做可变电容器。常用的有空气介质可变电容器和聚苯乙烯薄膜介质可变电容器，塑料介质可变电容器。

微调电容器：电容量只能在较小范围内进行调整的电容器叫做微调电容器。电阻、电感和电容元件＋－第一节海员职业道德2、纯电容交流电路：

1）

纯电容电路电压与电流关系设u=Umsinωt则：

（1）大小关系：

容抗定义：

交流电流过具有电容的电路时，电容有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫做容抗。电阻、电感和电容元件uiC+_Im=ωCUmI=ωCU第一节海员职业道德

电阻、电感和电容元件XC直流：XC，电容C视为开路交流：f所以电容C具有隔直通交的作用O第一节海员职业道德（2）相位关系（3）相量关系电阻、电感和电容元件

u=Umsinωt

i=Imsin（ωt+90o）电压滞后电流90o