電工基礎(chǔ)課(RLC串聯(lián)電路)

1、電工基礎(chǔ)（第四版）電工基礎(chǔ)（第四版） 課件課件 2009.6.10Your site here5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)5-55-5純電容電路純電容電路 1.純電容電路中，電流i i在相位上超前電壓uC900。 2.純電容電路中，電流與電壓成正比，與容抗成反比：I=UC/XC 3.純電容電路的無(wú)功功率為： QC=UCI I=I I2XC =提問(wèn)提問(wèn)： 1.在純電容正弦交流電路中，增大電容量，其他條件不變，電路中電流將怎樣變化？ 2.在純電容正弦交流電路中i i=成立嗎？為什么？CCXU2I IU UC C圖圖5-27 b5-27 b）CCXu22ttOu uC Ci

2、iu uC C圖圖5-27 c5-27 c）電壓滯電壓滯后電流后電流90900 0i iYour site here5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 講授新課講授新課5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 RLC串聯(lián)電路，如圖5-29所示。一、電壓與電流的關(guān)系一、電壓與電流的關(guān)系 設(shè)RLC串聯(lián)電路中通過(guò)的正弦交流電流為： i=Ii=Im msintsint 根據(jù)基爾霍夫電壓定律，RLC串聯(lián)電路的總電壓瞬時(shí)值等于電阻、電感、電容元件上各電壓瞬時(shí)值之和。 u uu uR R+u+uL L+u+uc c 且總電壓及電阻、電感、電容電壓都是和電流同頻率的正量弦。u uL LC Cu

3、uL Lu uC Ci iu uR RR R圖圖5-29 RLC5-29 RLC串聯(lián)電路和相量圖串聯(lián)電路和相量圖Your site here5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路對(duì)應(yīng)的相量關(guān)系為對(duì)應(yīng)的相量關(guān)系為 以電流為參考相量，畫(huà)出以電流為參考相量，畫(huà)出RLCRLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路相量圖，如圖相量圖，如圖5-295-29所示（假設(shè)所示（假設(shè)U UL LUUC C）。）。 由相量圖可得總電壓的有效值為由相量圖可得總電壓的有效值為式中式中 U UX X叫做電抗電壓，叫做電抗電壓，U UX X=U=UL L-U-UC C將將 U UR R=IR =IR 、U UL L=IX=IXL L、U

4、UC C=IX=IXC C 代入上式得代入上式得 式中式中 X=XX=XL L-X-XC C 稱(chēng)為稱(chēng)為電抗電抗， 稱(chēng)為稱(chēng)為阻抗阻抗，單位是單位是CLRUUUU2222)(XRCLRUUUUUUIZXRIXXRIUCL2222)(22XRZUCULUCUICUXUR圖圖5-29 U5-29 UL LUUC CYour site here5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 圖中圖中 為阻抗角，它表示電壓與電流之間的相位差。為阻抗角，它表示電壓與電流之間的相位差。 RXXUUUCLRCLarctanarctan各邊同除以各邊同除以I IU UU UX XU UR Ra a）U UU UR

5、RU UX Xb b）R RX XZ Zc c）Your site here5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 二、電路的電感性、電容性和電阻性二、電路的電感性、電容性和電阻性 1.1.電感性電路電感性電路 當(dāng)ULUC 時(shí)，則XLXC,阻抗角 0，電壓超前電流 ，電路呈現(xiàn)電感性。 2.2.電容性電路電容性電路 當(dāng)ULUC 時(shí)，則XLXC,阻抗角 0，電流超前電壓，電路呈現(xiàn)電容性。 U U圖圖5-29 b5-29 b） U UL LU UC C U UL LU UX XU UR RI IU UC CU UL L圖圖5-29 a5-29 a） U UL LUUC C U UX XU UC

6、 CU UL LU UC CU UU UR RI IYour site here3.3.電阻性電路電阻性電路 當(dāng)當(dāng)U UL L=U=UC C時(shí)，則時(shí)，則X XL L=X=XC C, ,阻抗阻抗角角 =0,=0,電壓和電流同相，電路呈電壓和電流同相，電路呈現(xiàn)電阻性，電路的這種現(xiàn)電阻性，電路的這種狀態(tài)稱(chēng)為狀態(tài)稱(chēng)為串聯(lián)諧振。串聯(lián)諧振。5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路U UL LU UC CU UR R= =I IU U圖圖5-29 RLC5-29 RLC串聯(lián)電路相量圖串聯(lián)電路相量圖Your site here5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 三、功率三、功率 1.1.在RLC

7、串聯(lián)電路中的有功功率有功功率為 P=UP=UR RI=UIcosI=UIcos 2.2.在RLC電路中的無(wú)功功率無(wú)功功率為電感和 電容上的無(wú)功功率之差。Q=QQ=QL L-Q-QC C=U=UL LI-UI-UC CI=(UI=(UL L-U-UC C)I=U)I=UX XI= UIsinI= UIsin 3.3.在交流電路中，把電壓與電流的有效值的乘積定義為正弦交流電路的視在視在功率功率，用S表示。單位是伏安(VA)。 視在功率表示電源可能提供的最大功率，常表示電源設(shè)備的容量。 P、Q、S組成功率三角形(如右圖)。UIS 22QPS各邊同乘以I IU UR RU UU UX X電壓三角電壓三

8、角形形P PQ QS S功率三角形功率三角形Your site here5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 4.4.功率因數(shù)功率因數(shù) 有功功率P與視在功率S之比稱(chēng)為功率因數(shù) ，即【例題5-13】在一RLC串聯(lián)電路中，已知R=30，L=254mH，C=80F，電源電壓 。試求： (1) 阻抗Z和電流I； (2) P，Q，S。 解：(1) XL=L=31425410-3=80 ZRUUSPRcoscosVtu)30314sin(2220040108014. 3116CXC50)4080(30)(2222CLXXRZAZUI4 .450220Your site here5-6 RLC5-6

9、 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路01 .53304080arctanarctanRXXCLWUIP2 .5811 .53cos4 . 4220cos0var7741 .53sin4 . 4220sin0UIQVAUIS9684 . 4220Your site here5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 由燈泡、電感線圈及電由燈泡、電感線圈及電容組成一個(gè)容組成一個(gè)RLCRLC串聯(lián)電路，串聯(lián)電路，如圖如圖5-285-28所示。所示。 觀察下列現(xiàn)象：觀察下列現(xiàn)象： 1.1.開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)SASA閉合閉合后接上交流后接上交流電壓，燈泡電壓，燈泡微亮微亮, ,顯示的電顯示的電流數(shù)值較小；這時(shí)再流數(shù)值較?。贿@

10、時(shí)再斷開(kāi)斷開(kāi)SASA，燈泡突然，燈泡突然變亮變亮，顯示，顯示電流數(shù)值較大。電流數(shù)值較大。2. 2. U UR R+U+UL L+U+UC CUU L Li iu uA Au uR Ru uL LC Cu uC CSASA圖圖 5-28 RLC5-28 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路HLHLYour site here5-6 RLC5-6 RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 課堂小結(jié)課堂小結(jié) 1.RLC1.RLC串聯(lián)電路中電壓和電流的數(shù)量關(guān)系為串聯(lián)電路中電壓和電流的數(shù)量關(guān)系為 電壓和電流之間的相位差為電壓和電流之間的相位差為 2.RLC2.RLC串聯(lián)電路中三種情況串聯(lián)電路中三種情況: :電感性電路、電容性電路、電阻性電電感性電路、電容性電路、電阻性電路。路。 3.RLC3.RLC串聯(lián)電路的三種功率：有功功率串聯(lián)電路的三種功率：有功功率P P、無(wú)功功率、無(wú)功功率Q Q、視在功率、視在功率S S。 4.RLC4.RLC串聯(lián)電路中的三個(gè)相似直