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1、第七章第七章 单相正弦交流电路单相正弦交流电路 第二节第二节 单一元件的交流电路单一元件的交流电路第一节第一节 电感、电容对交流电的阻碍作用电感、电容对交流电的阻碍作用 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第三节第三节 RLRL、RCRC与与RLCRLC串联电路串联电路 实训项目九实训项目九 RCRC串联交流电路中电压、电流的测试与串联交流电路中电压、电流的测试与 波形观察波形观察第四节第四节 电路的谐振电路的谐振 第五节第五节 单一元件的交流电路单一元件的交流电路实训项目十实训项目十 荧光灯电路的安装荧光灯电路的安装 实训项目十一实训项目十一 照明电路配电板的安装
2、照明电路配电板的安装 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第一节第一节 电感、电容对交流电的阻碍作用电感、电容对交流电的阻碍作用【学习目标学习目标】1.1.理解电容、电感对交流电的阻作用理解电容、电感对交流电的阻作用 2.2.学会应用容抗、感抗的公式计算学会应用容抗、感抗的公式计算 3.3.了解储能元件的特点了解储能元件的特点 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社分别接入导线、分别接入导线、电阻、电容、电阻、电容、电感；白炽灯电感；白炽灯泡的亮度有什泡的亮度有什么变化？么变化？【观察与思考观察与思考】AS220V/50HzBELCD 在在
3、A A、B B两端之间接入两端之间接入220V220V、50Hz50Hz的正弦交流电，将的正弦交流电，将220V/40W220V/40W的灯泡接入电路，然后在的灯泡接入电路，然后在CDCD两端之间分别接入导线、两端之间分别接入导线、电阻（电阻（1k1k）、电感线圈（）、电感线圈（1H1H）、电容（）、电容（2uF/400V2uF/400V），闭合开），闭合开关关S S，观察灯泡的亮度变化。，观察灯泡的亮度变化。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、电电感的感抗感的感抗 感感抗抗的的大大小小X XL L与与电电源源频频率率成成正正比比，与与线线圈圈的的电电感感成
4、成正正比比。用公式表示为：用公式表示为：XLL2fL式中：式中：XL线圈的感抗，单位是线圈的感抗，单位是（欧欧姆姆）；）；f电源的频率，电源的频率，单位是单位是HzHz（赫赫兹兹）；）；电源的角频率，单位是电源的角频率，单位是rad/srad/s（弧度弧度/秒）秒）;L线圈的电感，单位是线圈的电感，单位是H H（亨亨利利）。）。我们把电感线圈对交流电的阻碍作用称为我们把电感线圈对交流电的阻碍作用称为电感感抗电感感抗，简称，简称感抗感抗，用符号，用符号XL表示，单位是欧姆。表示，单位是欧姆。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、电感的感抗一、电感的感抗 【例例1 1
5、】已知一个自感系数为已知一个自感系数为10mH10mH的电感线圈，接在频率为的电感线圈，接在频率为50Hz50Hz的交流电的交流电中，其感抗为多少？接在频率为中，其感抗为多少？接在频率为1MHz1MHz的交流电中，其感抗又为多少？接在直的交流电中，其感抗又为多少？接在直流电路中的感抗呢？流电路中的感抗呢？职业相关知识：职业相关知识：电感线圈在交流电路中有电感线圈在交流电路中有“通直流阻交流，通低频阻高频通直流阻交流，通低频阻高频”的特性的特性。容容抗抗的的大大小小XC与与电电源源频频率率成成反反比比，与与电电容容器器的的电电容容量量成成反反比。用公式表示为：比。用公式表示为：式中：式中：XC电
6、容的容抗，单位是电容的容抗，单位是（欧欧姆姆）；）；f电源的频率，电源的频率，单位是单位是HzHz（赫赫兹兹）；）；电源的角频率，单位是电源的角频率，单位是rad/srad/s（弧度弧度/秒）秒）;C C电容器的电容量，单位是电容器的电容量，单位是F F（法法拉拉）。）。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、电电容的容抗容的容抗 我我们们把把电电容容对对交交流流电电的的阻阻碍碍作作用用称称为为电电容容容容抗抗，简简称称容抗，用符号容抗，用符号X XC C表示，单位是欧姆。表示，单位是欧姆。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、
7、电电容的容抗容的容抗 【例例2 2】已知一个已知一个10uF10uF的电容器接在的电容器接在220V/50Hz220V/50Hz的交流电中，其容抗为的交流电中，其容抗为多大？接在频率为多大？接在频率为100KHz100KHz的交流电中，其容抗又为多少？接在直流电路中的交流电中，其容抗又为多少？接在直流电路中的容抗呢？的容抗呢？职业相关知识：职业相关知识：电容器在交流电路中有电容器在交流电路中有“隔直流通交流，阻低频通高频隔直流通交流，阻低频通高频”的特性。的特性。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三三储能元件储能元件 电阻、电感和电容是组成电路的三大基本元件。电阻
8、是一种电阻、电感和电容是组成电路的三大基本元件。电阻是一种耗能元耗能元件件，当交流电通过电阻时，电阻对交流电的阻碍作用表现为，电能转换，当交流电通过电阻时，电阻对交流电的阻碍作用表现为，电能转换为热能消耗掉了。但电感和电容与电阻不一样。当交流电通过电感时，为热能消耗掉了。但电感和电容与电阻不一样。当交流电通过电感时，电感线圈能够把电能转换为磁场能储存起来，电感对交流电的阻碍作用电感线圈能够把电能转换为磁场能储存起来，电感对交流电的阻碍作用表现为，电感与电源之间不断地进行着磁场能与电能之间的转换；当交表现为，电感与电源之间不断地进行着磁场能与电能之间的转换；当交流电通过电容时，电容能够把电能转换
9、为电场能储存起来，电容对交流流电通过电容时，电容能够把电能转换为电场能储存起来，电容对交流电的阻碍作用表现为，电容与电源之间不断地进行着电场能与电能之间电的阻碍作用表现为，电容与电源之间不断地进行着电场能与电能之间的转换，它们并没有真正消耗电能。因此，我们把电感和电容叫做的转换，它们并没有真正消耗电能。因此，我们把电感和电容叫做储能储能元件元件。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社1.1.电感感抗的计算公式电感感抗的计算公式2.2.电容容抗的计算公式电容容抗的计算公式 【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第教材中思考与练习第1 1、2 2题题 【
10、课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的.1.1XL L2 fL电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第二节第二节单一元件的交流电路单一元件的交流电路 【学习目标学习目标】1.1.理解纯电阻、纯电感、纯电容单一元件电路中电压与理解纯电阻、纯电感、纯电容单一元件电路中电压与电流之间的大小与相位关系，并学会计算电流之间的大小与相位关系，并学会计算.2.2.理解单一元件电路中瞬时功率、有功功率和无功功率理解单一元件电路中瞬时功率、有功功率和无功功率的基本概念，学会有功功率和无功功率的计算。的基本概念，学会有功功率和无功功率的计算。实验：当某
11、一电阻（实验：当某一电阻（或电容器、电感器或电容器、电感器）两端接上正弦交）两端接上正弦交流电后，你知道加在电阻（流电后，你知道加在电阻（或电容器、电感器或电容器、电感器）两端的电压）两端的电压与通过电阻的电流大小之间是否仍然符合欧姆定律与通过电阻的电流大小之间是否仍然符合欧姆定律？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】此时电压与电流此时电压与电流大小满足什么关大小满足什么关系系?相位呢？相位呢？SRuABuRi+电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、纯电纯电阻阻电电路路 纯电阻电路是只有电阻负载的交流电路。纯
12、电阻电路是只有电阻负载的交流电路。纯电阻电路纯电阻电路RuR iuRURmsint电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、纯电纯电阻阻电电路路 1.1.电压与电流的数量关系电压与电流的数量关系 纯电阻交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符纯电阻交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。合欧姆定律。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、纯电纯电阻阻电电路路 2.2.电压与电流的相位关系电压与电流的相位关系 纯电阻交流电路中，电流与电压同相。由于电压的初相纯电阻交流电路中，电流与电压同相。由于电压的初相 u 0 0，
13、则电流的初相则电流的初相 i 0 0，因此电流的瞬时值表达式为：，因此电流的瞬时值表达式为：iIRmsint。IURuRit0uR,i（b）波形图）波形图（a）矢量图）矢量图 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、纯电纯电阻阻电电路路 3.3.纯电阻交流电路的功率纯电阻交流电路的功率 PuRit0uR,it0p纯电阻交流电路功率纯电阻交流电路功率uR i=URI（1-cos2t）我们把电压瞬时值我们把电压瞬时值u u与电流瞬时值与电流瞬时值i i的乘积称为瞬时功率，用的乘积称为瞬时功率，用表示。表示。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出
14、版社一、一、纯电纯电阻阻电电路路 3.3.纯电阻交流电路的功率纯电阻交流电路的功率 有功功率：有功功率：也叫平均功率，是瞬时功率在一个周期内的平也叫平均功率，是瞬时功率在一个周期内的平均值，用均值，用P P表示：表示：式中：式中：纯电阻交流电路的有功功率，单位是纯电阻交流电路的有功功率，单位是W（瓦（瓦特特）；）；电阻电阻R R两端交流电压的有效值，单位是两端交流电压的有效值，单位是V（伏（伏特特）；）；通过电阻通过电阻R R的交流电流的有效值，单位是的交流电流的有效值，单位是A（安（安培培）。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】【例例1 1】将
15、一个阻值为将一个阻值为484484的白炽灯，接到的白炽灯，接到 V V的的交流电源上。试求：（交流电源上。试求：（1 1）通过白炽灯的电流为多少？写出电流的解析式；）通过白炽灯的电流为多少？写出电流的解析式；（2 2）白炽灯消耗的功率是多少？）白炽灯消耗的功率是多少？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、纯电纯电感感电电路路 纯电感电路是只有空心线圈的负载，而且线圈的电阻和分布电容均纯电感电路是只有空心线圈的负载，而且线圈的电阻和分布电容均忽略不计的交流电路。忽略不计的交流电路。纯电感电路纯电感电路iLuL 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高
16、等教育出版社二、二、纯电纯电感感电电路路1.1.电压与电流的数量关系电压与电流的数量关系 纯电感交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。纯电感交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。值得注意的是，公式中值得注意的是，公式中XL为感抗，不是电感为感抗，不是电感L，且，且XLL2fL。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、纯电纯电感感电电路路2.2.电压与电流的相位关系电压与电流的相位关系 （b）波形图）波形图（a）矢量图）矢量图 纯电感交流电路中，电流与电压的相位关系为电压超前电流纯电感交流电路中，电流与电压的相位关系为电压超前电流
17、，或，或者说电流滞后电压者说电流滞后电压 。IULiuRt0uL,i电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、纯电感电路二、纯电感电路 3.3.纯电感交流电路的功率纯电感交流电路的功率 我们把电压瞬时值我们把电压瞬时值u uL L与电与电流瞬时值流瞬时值i i的乘积称为瞬时功率，的乘积称为瞬时功率，用用表示。表示。纯电感交流电路功率纯电感交流电路功率iut0uL,it0p 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、纯电感电路二、纯电感电路 3.3.纯电阻交流电路的功率纯电阻交流电路的功率 无功功率：无功功率：瞬时功率的最大值瞬时功率的最大值U
18、LI，表示电感与电源之间能量转换的最，表示电感与电源之间能量转换的最大值，称为无功功率，用符号大值，称为无功功率，用符号QL表示表示:式中：式中：纯电感交流电路的无功功率，单位是纯电感交流电路的无功功率，单位是VarVar（乏）；（乏）；电感电感L L两端交流电压的有效值，单位是两端交流电压的有效值，单位是V V（伏（伏特特）；）；通过电感通过电感L L交流电流的有效值，交流电流的有效值，单位是单位是A A（安（安培培）。）。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、纯电感电路二、纯电感电路 3.3.纯电阻交流电路的功率纯电阻交流电路的功率 纯电感电路中，电路的有功功
19、率为纯电感电路中，电路的有功功率为P0；职业相关知识：职业相关知识：必须说明，无功功率不是无用功率。必须说明，无功功率不是无用功率。“无功无功”的含义是的含义是“交换交换”而不是而不是“消耗消耗”，是相对于有功而言的。无功功率表，是相对于有功而言的。无功功率表示交流电路中能量转换的最大值。在工程上，具有电感性质示交流电路中能量转换的最大值。在工程上，具有电感性质的电动机、变压器等设备都是根据电磁能量转换进行工作的。的电动机、变压器等设备都是根据电磁能量转换进行工作的。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】【例例2 2】一个一个1010mH的电感器，
20、接在的电感器，接在 V V的交的交流电源上。试求：（流电源上。试求：（1 1）通过线圈的电流为多少？写出电流的解析式；）通过线圈的电流为多少？写出电流的解析式；（2 2）电路的无功功率为多少？）电路的无功功率为多少？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、三、纯电纯电容容电电路路 纯电容电路是只有电容器的负载，而且电容器的漏电电纯电容电路是只有电容器的负载，而且电容器的漏电电阻和分布电感均忽略不计的交流电路。阻和分布电感均忽略不计的交流电路。纯电容电路纯电容电路iCuC 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、三、纯电纯电容容电电路路 1
21、.1.电压与电流的数量关系电压与电流的数量关系 纯电容交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符纯电容交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。合欧姆定律。值得注意的是，公式中值得注意的是，公式中Xc为容抗，不是电感为容抗，不是电感C，且，且电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、三、纯电纯电容容电电路路 2.2.电压与电流的相位关系电压与电流的相位关系 （b b）波形图）波形图（a a）矢量图）矢量图 纯电纯电容容交流电路中，电流与电压的相位关系为电交流电路中，电流与电压的相位关系为电流流超前电超前电压压 ，或者说，或者说电压电压滞后电滞后电流流 。I
22、UCuCt0uC,ii电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、纯电容电路三、纯电容电路 3.3.纯电容交流电路的功率纯电容交流电路的功率 我们把电压瞬时值我们把电压瞬时值u uC C与与电流瞬时值电流瞬时值i i的乘积称为瞬时的乘积称为瞬时功率，用功率，用表示。表示。纯电容交流电路功率纯电容交流电路功率 uCt0uC,iit0p电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、纯电容电路三、纯电容电路 3.3.纯电容交流电路的功率纯电容交流电路的功率 瞬时功率的最大值瞬时功率的最大值UCI，表示电感与电源之间能量转换的最大值，称为，表示电感与电源之
23、间能量转换的最大值，称为无功功率，用符号无功功率，用符号QC表示表示:式中：式中：纯电容交流电路的无功功率，单位是纯电容交流电路的无功功率，单位是VarVar（乏）；（乏）；电容两端交流电压的有效值，单位是电容两端交流电压的有效值，单位是V V（伏（伏特特）；）；通过通过电容电容交流电流的有效值，交流电流的有效值，单位是单位是A A（安（安培培）。纯电容电路中，电路的有功功率为纯电容电路中，电路的有功功率为P。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】【例例3 3】一个一个10uF10uF的电容器，接的电容器，接 V V的交流的交流电源上。试求：（电源
24、上。试求：（1 1）通过电容器的电流为多少？写出电流的解析）通过电容器的电流为多少？写出电流的解析式；（式；（2 2）电路的无功功率为多少？）电路的无功功率为多少？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂小结课堂小结】比较项目比较项目纯电阻电路纯电阻电路纯电感电路纯电感电路纯电容电路纯电容电路对交流电的阻碍对交流电的阻碍作用作用R R电流与电电流与电压之间的压之间的关系关系大小大小相位相位电流电压同电流电压同相相电压超前电电压超前电流流9090 电压滞后电电压滞后电流流9090 有功功率有功功率无功功率无功功率电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等
25、教育出版社【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第教材中思考与练习第1 1、2 2、3 3、题、题 【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的.电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第三节第三节RLRL、RCRC与与RLCRLC串联电路串联电路【学习目标学习目标】1 1理解理解RLRL、RCRC与与RLCRLC串联电路中阻抗的概念，掌握电串联电路中阻抗的概念，掌握电压三角形、阻抗三角形的应用。压三角形、阻抗三角形的应用。2.2.理解理解RLRL、RCRC与与RLCRLC串联电路中有功功率、无功功率串联电路中有功功率、无功功率和视在功率的
26、物理概念，学会计算电路的有功功率、无和视在功率的物理概念，学会计算电路的有功功率、无功功率和视在功率。功功率和视在功率。3.3.理解功率三角形和电路的功率因数，了解提高功率理解功率三角形和电路的功率因数，了解提高功率因数的意义。因数的意义。实验：当某一电阻与电感器（或电容器）串联接上正弦实验：当某一电阻与电感器（或电容器）串联接上正弦交流电后，你知道加总电压与各分电压之间的如何呢交流电后，你知道加总电压与各分电压之间的如何呢？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】RL+u+-uRuL用交流电压表测用交流电压表测量量U、UR、UL，UUR+UL？
27、电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RL串串联电联电路路 电阻与电感串联组成的电路称为电阻与电感串联组成的电路称为RL串联电路。串联电路。RL串联电路包含了电串联电路包含了电阻、电感两个不同的电路参数，常见的线圈，如电动机、变压器的线圈。阻、电感两个不同的电路参数，常见的线圈，如电动机、变压器的线圈。RL串联电路串联电路Lu+-uR uL+RiiImsint电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 1.1.总电压与各分电压之间的关系总电压与各分电压之间的关系电阻两端的电压为电阻两端的电压为:uRRIms
28、int 电感两端的电压为电感两端的电压为:（a a）电流与电压矢量图）电流与电压矢量图IULURU0 构成直角三角形，如图（构成直角三角形，如图（b b）所）所示，称之为示，称之为电压三角形电压三角形。（b b）电压三角形）电压三角形ULURU 根据基尔霍夫电压定律，电路总电压的瞬时值根据基尔霍夫电压定律，电路总电压的瞬时值等于各个电压瞬时值之和，即等于各个电压瞬时值之和，即:uuRuL电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 1.1.总电压与各分电压之间的关系总电压与各分电压之间的关系 总电压与各分电压之间的数量关系为总电压与各分电压之
29、间的数量关系为:2 2总电压与电流的相位差总电压与电流的相位差 职业相关知识：职业相关知识：通常情况下，将总电压超前电流的电路称为电感性电路，简称感性通常情况下，将总电压超前电流的电路称为电感性电路，简称感性电路。电路。在在RL串联电路中，总电压超前电流串联电路中，总电压超前电流 。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 3 3电路的阻抗电路的阻抗 电路的阻抗电路的阻抗用表示用表示，单位为，单位为（欧姆）。它表示电阻和电感（欧姆）。它表示电阻和电感串联电路对交流电呈现的阻碍作用，阻抗的大小决定于电路参数（串联电路对交流电呈现的阻碍作用，
30、阻抗的大小决定于电路参数（R、L）和电源频率）和电源频率(f)。式中：式中：U电路总电压的有效值，单位是电路总电压的有效值，单位是V V（伏（伏特特）；）；I电路中电流的有效值，单位是电路中电流的有效值，单位是A A（安（安培培）；）；Z电路的阻抗，也可用电路的阻抗，也可用ZZ表示，单位是表示，单位是（欧（欧姆姆）。）。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 电路的阻抗电路的阻抗 将电压三角形三边同除以电流将电压三角形三边同除以电流I，可以得到由阻抗，可以得到由阻抗Z、电阻、电阻R和感抗和感抗XL组成的直角三角形，称为组成的直角三角形，
31、称为阻抗三角形阻抗三角形。ULURUXLRZ阻抗三角形阻抗三角形电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 电路的阻抗电路的阻抗 阻抗三角形中阻抗三角形中Z Z与与R R的夹角等于电压三角形中电压与电流的夹角的夹角等于电压三角形中电压与电流的夹角 ，叫做阻抗角，也是电压与电流的相位差。叫做阻抗角，也是电压与电流的相位差。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 .电路的功率电路的功率 将电压三角形三边同时乘以将电压三角形三边同时乘以I，就可以得到由有功功率、无功功率和，就可以得到由有功
32、功率、无功功率和视在功率（总电压有效值与电流的乘积）组成的三角形视在功率（总电压有效值与电流的乘积）组成的三角形功率三角功率三角形。形。ULURUQLULIPURISUI功率三角形功率三角形电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 .电路的功率电路的功率 我们把我们把S称为交流电路的称为交流电路的视在功率视在功率，视在功率表示电源提，视在功率表示电源提供的总功率（包括供的总功率（包括有功功率有功功率和和无功功率无功功率），即交流电源的容），即交流电源的容量。量。视在功率视在功率用用S表示，等于总电压有效值与总电流有效值表示，等于总电压有效
33、值与总电流有效值的乘积，即的乘积，即 SUI视在功率视在功率的单位为的单位为VA（伏安），常用单位还有（伏安），常用单位还有kVA和和MVA。视在功率（视在功率（S）:电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 .电路的功率电路的功率 电路中只有电阻消耗功率，即电路中只有电阻消耗功率，即有功功率有功功率，它等于电阻两端，它等于电阻两端的电压与电路中电流的乘积，即的电压与电路中电流的乘积，即:有功功率（有功功率（P）:电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 .电路的功率电路的功率 电路
34、中的电感不消耗能量，它与电源之间不停地进行能量电路中的电感不消耗能量，它与电源之间不停地进行能量转换，即转换，即无功功率无功功率，它等于电感两端的电压与电路中电流的，它等于电感两端的电压与电路中电流的乘积乘积。即：。即：无功功率（无功功率（）:电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 .电路的功率电路的功率 阻抗角的大小也可表示为阻抗角的大小也可表示为 功率三角形还可得到有功功率功率三角形还可得到有功功率P、无功功率、无功功率QL和视在功和视在功率率S之间的关系，即之间的关系，即:电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育
35、出版社一、一、RLRL串联电路串联电路 5.5.功率因数功率因数 当视在功率一定时，功率因数越大，用电设备的有功功当视在功率一定时，功率因数越大，用电设备的有功功率也越大，电源输出功率的利用率就越高。功率因数的大率也越大，电源输出功率的利用率就越高。功率因数的大小由电路参数（小由电路参数（R、L）和电源频率决定。）和电源频率决定。为了反映功率的利用率，我们把有功功率与视在功率的为了反映功率的利用率，我们把有功功率与视在功率的比值称为比值称为功率因数功率因数，用，用表示表示:电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】【例例1 1】将电感为将电感为255m
36、H255mH、电阻为、电阻为6060的的线圈接到线圈接到 V V的的交流电源上交流电源上。求（。求（1 1）线圈）线圈的阻抗；（的阻抗；（2 2）电路中的电流有效值和瞬时值）电路中的电流有效值和瞬时值表达式；（表达式；（3 3）电路中的有功功率）电路中的有功功率P P、无功功率、无功功率Q Q和视在功率和视在功率S S；（；（4 4）端电）端电压与电流之间的相位差。压与电流之间的相位差。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、RC串串联电联电路路 电阻与电容串联组成的电路称为电阻与电容串联组成的电路称为RC串联电路，如下图所示。串联电路，如下图所示。在电子技术中
37、，经常遇到阻容耦合放大器、在电子技术中，经常遇到阻容耦合放大器、RC振荡器、振荡器、RC移相电路等等，这些电路都是移相电路等等，这些电路都是RC串联电路。串联电路。iImsint-uC+-uR CRu+-iRC串联电路串联电路电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、RCRC串联电路串联电路 lRCRC串联电路中的矢量图串联电路中的矢量图电流与电压矢量图电流与电压矢量图电阻两端的电压为电阻两端的电压为:uRRImsint 电感两端的电压为电感两端的电压为:IUCURU0 根据基尔霍夫电压定律，电路总电压的瞬时值等于各个电压瞬时值根据基尔霍夫电压定律，电路总电压的瞬
38、时值等于各个电压瞬时值之和，即之和，即:uuRuC电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、RCRC串联电路串联电路 l电压三角形、阻抗三角形和功率三角形电压三角形、阻抗三角形和功率三角形 UCURU0RZXCPSQC（a）电压三角形（b）阻抗三角形（c）功率三角形电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、RCRC串联电路串联电路 1.1.总电压与各分电压之间的关系总电压与各分电压之间的关系 总电压与各分电压之间的数量关系为总电压与各分电压之间的数量关系为:2 2总电压与电流的相位差总电压与电流的相位差在在RC串联电路中，总电压滞后电
39、流串联电路中，总电压滞后电流。职业相关知识：职业相关知识：通常情况下，将总电压滞后电流的电路称为电容感性电路，简称容通常情况下，将总电压滞后电流的电路称为电容感性电路，简称容性电路。性电路。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、RCRC串联电路串联电路 3 3电路的阻抗电路的阻抗阻抗的大小决定于电路参数（阻抗的大小决定于电路参数（R、C）和电源频率）和电源频率(f)。.电路的功率电路的功率视在功率视在功率:SUI有功功率有功功率:无功功率：无功功率：有功功率有功功率P、无功功率、无功功率QC和视在功率和视在功率S之间的关系为之间的关系为:电工技术基础与技能电工
40、技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】【例例2 2】把一个阻值为把一个阻值为3030的电阻和电容为的电阻和电容为80uF80uF的电容器串联后接到交流电源上，的电容器串联后接到交流电源上，电源电压电源电压 V V。求：（。求：（1 1）电容的容抗；）电容的容抗；（2 2）电路中的电流）电路中的电流有效值；（有效值；（3 3）电路中的有功功率）电路中的有功功率P P、无功功率、无功功率Q Q和视在功率和视在功率S S；（；（4 4）端电压与电流之间的相位差。）端电压与电流之间的相位差。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、三、RLC串串联电联
41、电路路 电阻、电感、电容串联组成的电路称为电阻、电感、电容串联组成的电路称为RLC串联电路，如下图所示。串联电路，如下图所示。RLC串联电路包含了三个不同的电路参数，是在实际工作中常常遇到的典串联电路包含了三个不同的电路参数，是在实际工作中常常遇到的典型电路，如供电系统中的补偿电路和电子技术中常用的串联谐振电路都型电路，如供电系统中的补偿电路和电子技术中常用的串联谐振电路都属于这种电路。属于这种电路。iImsintRLCRLC串联电路串联电路uL+-uR LRCu+-i-+-+uC 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、三、RLC串串联电联电路路1.1.RLC串联
42、电路中的矢量图串联电路中的矢量图电阻两端的电压为电阻两端的电压为:uRRImsint 电容两端的电压为电容两端的电压为:电感两端的电压为电感两端的电压为:根据基尔霍夫电压定律，电路总电压的瞬时值等于各个根据基尔霍夫电压定律，电路总电压的瞬时值等于各个电压瞬时值之和，即电压瞬时值之和，即 uuRuLuC电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、三、RLC串串联电联电路路1.1.RLC串联电路中的矢量图串联电路中的矢量图IULURU0UCUCUCIURU0ULULUCIURULUCU（a）ULUC （b）ULUC （c）ULUCRLC串联电路矢量图串联电路矢量图电工技术基
43、础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、三、RLC串串联电联电路路2.2.总电压有效值与各分电压有效值之间的关系为总电压有效值与各分电压有效值之间的关系为3.3.总电压与电流的相位差总电压与电流的相位差 当当UL UC时，时，00，电压超前电流；当，电压超前电流；当ULUC时，时，00 时，时，总电压超前总电，总电压超前总电流，电路呈电感性；流，电路呈电感性；（2 2）当）当 ，即，即 X0时，时，总电压滞后总电，总电压滞后总电流，电路呈电容性；流，电路呈电容性；（3 3）当）当 ，即，即X=0时，时，总电压与总电流，总电压与总电流同相，电路呈电阻性，此时的电路状态称为谐振。
44、同相，电路呈电阻性，此时的电路状态称为谐振。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、三、RLC串串联电联电路路5.电路的功率电路的功率SUI 在在RLC串联电路中串联电路中，存在着有功功率存在着有功功率P、无功功率无功功率QL和和QC，它们分别为它们分别为:【例例3 3】已知某已知某RLC串联电路中，电阻为串联电路中，电阻为3030，电感为，电感为127 127 mHmH，电容为，电容为4040 F F，电路两端，电路两端交流电压交流电压u=311sin314t V。求：求：（1 1）电路的阻抗值；）电路的阻抗值；（2 2）电流的有效值；）电流的有效值；（3 3）各
45、元件两端电压的有效值；）各元件两端电压的有效值；（4 4）电路的有功功率、无功功率和视在功率；）电路的有功功率、无功功率和视在功率；（5 5）判断电路的性质。）判断电路的性质。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社比较项目比较项目RLRL串联电路串联电路RCRC串联电路串联电路RLCRLC串联电路串联电路电抗大小电抗大小XLL2fL电路阻抗的大小电路阻抗的大小总电压与各元件两总电压与各元件两端电压之间的关系端电压之间的关系电流与总电电流与总电压之间的关压之间的关系系大小大小相位相位有功
46、功率有功功率无功功率无功功率视在功率视在功率功率因数功率因数【课堂小结课堂小结】电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】教材中的思考与练习教材中的思考与练习【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的.3.3电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社实训项目九实训项目九 RCRC串联交流电路中电压、串联交流电路中电压、电流的测试与波形观察电流的测试与波形观察【实训目的实训目的】1.1.学会使用万用表测量交流电压和电流。学会使用万用表测量交流电压和电流。2.2.学会使用示波器观察两个同频率正弦交流电
47、压波形学会使用示波器观察两个同频率正弦交流电压波形 的相位关系。的相位关系。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务一任务一 认识并搭接电路认识并搭接电路 RC串联交流电路如下图所示，电路由交流电源、开串联交流电路如下图所示，电路由交流电源、开关、电容和电阻串联组成。关、电容和电阻串联组成。1 1电路组成电路组成SR1.1kuC0.1uFRC串联交流电路串联交流电路 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务一任务一 认识并搭接电路认识并搭接电路 2 2元器件识别与检测元器件识别与检测序序号号代号代号名称名称规格规格数数量量实物图实物图备注
48、备注1 1u u交流信号交流信号3 35V5V1kHz1kHz1 1略略可由信号发生可由信号发生器产生器产生2 2C C电容器电容器0.1uF0.1uF1 1涤纶电容器涤纶电容器3 3R R电阻器电阻器1.1k1.1k1 1五色环电阻器五色环电阻器4 4S S开关开关1 1可省略可省略5 5PCBPCB面包板面包板1 1电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务一任务一 认识并搭接电路认识并搭接电路2 2元器件识别与检测元器件识别与检测序序号号代代号号名称名称规格规格数量数量实物图实物图备注备注6 6连接导线连接导线若干若干7 7万用表万用表MFMF4747型（可自选
49、）型（可自选）1 1略略8 8示波器示波器双踪双踪1 1略略使用万用表检测使用万用表检测电阻、电容、开关等元器件电阻、电容、开关等元器件电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务一任务一 认识并搭接电路认识并搭接电路搭接电路搭接电路电阻器电阻器电容器电容器加加3 35V5V交流电交流电RC串联电路实物图串联电路实物图电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务二任务二 万用表测电路总电压和各分电压万用表测电路总电压和各分电压1 1加加“1kHz1kHz、3V3V”交流信号交流信号操作步骤：操作步骤：将将“1kHz1kHz、3V3V”交流信号加到
50、交流信号加到RCRC串联电路两端，电路串联电路两端，电路正常工作。正常工作。选择万用表的挡位与量程，打在交流选择万用表的挡位与量程，打在交流10V10V挡。挡。用万用表分别测电阻两端电压用万用表分别测电阻两端电压U RU R、电容两端电压、电容两端电压U CU C和电路两端总电压和电路两端总电压U U，并把测量结果填入相应技训表。，并把测量结果填入相应技训表。用万用表的交流电流挡测电路中的电流，并把测量结用万用表的交流电流挡测电路中的电流，并把测量结果填入相应技训表。果填入相应技训表。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务二万用表测电路总电压和各分电压任务二万用表