电工电子技术课件 2.3-2.4单一参数交流电路及正弦交流电路分析方法

2.3单一参数交流电路一、纯电阻电路第二章正弦交流电路1、电压与电流的关系为了比较各个正弦量之间的相位关系，先规定一个初相角为零的参考正弦量。它们相量表示：u、i满足欧姆定律，则有对于正弦交流电路中的电阻电路(又称纯电阻电路)，一般结论为：1)电压、电流均为同频率的正弦量。2)电压与电流初相位相同，即两者同相。3)电压与电流的有效值成正比。4)电压与电流的有效值、最大值、瞬时值、相量与电阻关系都符合欧姆定律。2.3单一参数交流电路一、纯电阻电路第二章正弦交流电路2、功率关系在任一瞬间，电压的瞬时值u与电流瞬时值i的乘积，称为瞬时功率，用小写字母p表示，即通常衡量元件消耗的功率，可取瞬时功率在一个周期内的平均值，称为平均功率或有功功率，用大写字母P来表示。那么，在电阻元件上消耗的平均功率为可见:P≥0电阻是一个耗能元件。2.3单一参数交流电路二、纯电感电路第二章正弦交流电路1、电压与电流的关系在如图所示的交流电路中，线圈的电阻忽略不计，这种电路可称为纯电感电路。

由上式可知，当ω—定时，电感两端的电压有效值正比于电流。当ω＝0时，电感电压恒为零，即电感元件在直流电路中相当于短路。当ω趋于∞时，电感元件的作用相当于开路元件。由上式中ωL称感抗，用XL表示，单位为欧姆；即XL=ωL=2πfL2.3单一参数交流电路二、纯电感电路第二章正弦交流电路1、电压与电流的关系若用相量形式来表示

相量图如右图所示，根据相量图看出电感中的电流滞后电压90°（电压超前电流90°）。2、功率关系（1）瞬时功率p

在正弦交流电路中，电感功率以２ω按正弦规律变化。波形图如右图所示2.3单一参数交流电路二、纯电感电路第二章正弦交流电路2、功率关系（2）平均功率（有功功率）P（3）无功功率电感是储能元件,不消耗电能。无功功率反映的是电感与电源间能量互相交换的规模。其能量交换的规模用无功功率Q来衡量，它的大小等于瞬时功率的幅值。无功功率单位:乏（var）2.3单一参数交流电路三、纯电容电路第二章正弦交流电路1、电压与电流的关系线性电容元件在图所示的关联方向的条件下2.3单一参数交流电路三、纯电容电路第二章正弦交流电路1、电压与电流的关系

电容元件电压与电流关系的结论：1)电容元件两端的电压及流过电容中的电流均为同频率的正弦量。2)电容元件上电压滞后于电流900的相位角。2.3单一参数交流电路三、纯电容电路第二章正弦交流电路2、功率关系（1）瞬时功率p（2）平均功率P（3）无功功率与电感元件一样，电容元件也不消耗任何能量,平均功率为0。无功功率反映的是电容与电源间能量互相交换的规模。其能量交换的规模用无功功率Q来衡量，它的大小等于瞬时功率的幅值。2.4正弦交流电路的分析方法一、复阻抗及阻抗概念第二章正弦交流电路复阻抗是关联参考方向下，电压相量与电流相量之比。但是复阻抗不是正弦量，因此，只用大写字母Z表示，而不加黑点。

式中|Z|是复阻抗的模，称为阻抗；φ是复阻抗的幅角，称为阻抗角。2.4正弦交流电路的分析方法二、基尔霍夫定律的相量表示第二章正弦交流电路在进行交流电路分析时，仍然根据基尔霍夫定律来列相关方程式。基尔霍夫电流定律指出，对电路中的任一节点都有：当电路中的电流都为同频率的正弦量时，基尔霍夫电流定律可用相量表示，则有上式它表明，在正弦交流电路中，任一节点上同频率正弦电流所对应相量的代数和为零。基尔霍夫电压定律指出，对电路中的任一回路