6-6-电阻、电感、电容串联的正弦交流电路.ppt

第六章单相正弦交流电路,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,第六章单相正弦交流电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,*,1,掌握电阻、电感、电容串联电路中电压与电流的相位和数量关系。,6-6,电阻、电感、电容串联的正弦交流电路,2,掌握电阻、电感、电容串联电路中功率的关系。,3,掌握串联谐振的条件、特点和在实际中的应用。,RLC,串联交流电路,接通交流电源后，用交流电压表分别测量串联电路两端电压,U,、电阻两端电压,U,R,、电感两端电压,U,L,、电容两端电压,U,C,发现,U,U,R,U,L,U,C,。这是为什么呢？,仿真验证,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,一、电流与电压的关系,1,相位关系,RLC,串联电路相量图,超前,由于串联电路中电流处处相等，故选电流为参考量，又因,与,同相，,90,，,而,又滞后,90,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,RLC,串联电路相量图分三种情况：,（,1,）当,U,L,U,C,时，电压 超前电流，与,的相位差角,j,0,，此时电路是感性电路。,（,2,）当,U,L,U,C,时，电流 超前电压，与 的相位差角,j,0,，此时电路呈容性电路。,（,3,）,U,L,U,C,时，,j,0,，这时电压 和 同相位，电路呈纯电阻性。这是一种特殊情况，称为串联谐振。,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,（,1,）由电压三角形可得总电压：,（,2,）将,U,R,IR,，,U,L,IX,L,，,U,C,IX,C,代入上式可得：,2,数量关系,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,上式称为,交流电路的欧姆定律,。,式中的,Z,称为阻抗，,在电路中主要起阻碍电流通过的作用，其计算式为,阻抗的单位是欧姆。,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,总电压与电流的相位差角：,RLC,串联电路的几个三角形,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,1,电压三角形是相量三角形，而阻抗三角形和功率三角形都不是相量三角形，因此不能用相量表示。,2,当,X,C,0,（或,U,C,0,）时，上述公式即变成计算,RL,串联电路的公式。当,X,L,0,时，上述公式则变成计算,RC,串联电路的公式。,提示,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,在,RLC,串联交流电路中，已知,R,30,，,X,L,40,，,X,C,80,，电源电压,U,220V,，试求电路中的电流有效值，并作出相量图。,解题过程,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,当,X,c,0,（或,U,C,0,）时，计算,RLC,串联电路的公式就变为计算,RL,串联电路的公式。当,X,L,0,时，上述公式就变为计算,RC,串联电路的公式。,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,一个电阻和电感线圈串联接在 的交流电源上,(,如下图,),。已知电阻上的电压,U,R,为,5V,，问电感线圈两端的电压,U,L,为多少？电源电压超前电流的相角,是多少？,解题过程,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,现在你明白为什么在,RLC,串联电路中，,U,U,R,+,U,L,+,U,C,的原因了吗？,想一想,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,二、功率,1,视在功率,S,视在功率,电压与电流有效值的乘积，即：S,UI,为区别有功功率和无功功率，视在功率的单位一般用伏,安（,VA,）。,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,视在功率表示电源的容量大小，但不代表电路中消耗的功率。负载消耗的功率要视实际运行中负载的性质和大小而定。,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,2,有功功率,P,在,RLC,串联电路中，只有电阻是消耗功率的，所以,RLC,串联电路中的有功功率就是电阻上所消耗的功率，即：,P,U,R,I,UI,cos,j,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,3,无功功率,Q,Q,Q,L,Q,C,（,U,L,U,C,）,I,UI,sin,j,无功功率等于电感和电容上的无功功率之差，即：,无功功率表示了,电源与,RLC,串联电路之间能量“吞吐”的规模大小,。,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,视在功率,S,、有功功率,P,和,无功功率,Q,之间的关系，可以由功率三角形得到：,P,S,cos,j,UI,cos,j,Q,S,sin,j,UI,sin,j,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,4,功率因数,cos,功率因数表示电源输出功率被负载利用的程度，是高压供电线路重要的运行指标之一。,实际上要求负载的功率因数,尽量接近于,1,，以充分利用电源输出的功率。,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,在具有电感和电容的电路中，若电流和电压达到同相位，电路就会产生谐振现象。处于谐振状态的电路称为,谐振电路,。,谐振电路分为,串联谐振,和,并联谐振,两种。,三、串联谐振,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,在,RLC,串联交流电路中，当,X,L,X,C,时，电流与电压同相位，这种现象称为,串联谐振,。,谐振时的频率为,。,提示,1.,串联谐振的定义,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,（,1,）电路的阻抗最小，且呈阻性。,（,2,）电流最大，且与电压同相位。谐振电流为：,（,3,）电感两端的电压,U,L,与电容两端的电压,U,C,大小相等，方向相反，且数值是总电压的,Q,倍。,2.,串联谐振的特点,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,由于串联谐振会在电感、电容上产生高电压，所以串联谐振又称为,电压谐振,。,电路的谐振曲线,电路的谐振曲线,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,串联谐振在实际中的应用,:,（,1,）电力系统中尽量避免发生串联谐振。,（,2,）电子线路中常用来作选频电路。,串联谐振在实际中的,应用,-,收音机选频电路,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,串联谐振电路只适用于电源内阻较小的场合，当电源内阻较大时，电路的品质因数变小，选频特性变差，这时就要采用并联谐振了。,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,收音机的输入调谐电路如下图所示。已知,L,260,H,，当电容调到,100,pF,时电路发生串联谐振，求该电路的谐振频率。若想收听频率为,640,kHz,的电台广播，电容应调节到多大？,解题过程,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,课堂小结,1.,RLC,串联电路中，,U,L,U,C,时，电路是感性电路；,U,L,U,C,时，电路是容性电路；,U,L,U,C,时，电路呈纯阻性电路。,2.,RLC,串联电路中，,。,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,3.,RLC,串联电路中：,P,S,cos,j,UI,cos,j,4.,串联谐振的条件是,X,L,X,C,，谐振频率为：,Q,S,sin,j,UI,sin,j,。,课堂小结,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,5.,串联谐振的特点：,（,1,）电路的阻抗最小，且呈阻性。,（,2,）电流最大，且与电压同相位。,（,3,）电感两端的电压,U,L,与电容两端的电压,U,C,数值相等，方向相反，且数值是总电压的,Q,倍。,课堂小结,6-6 电阻、电感、电容串联的正弦交流电路ppt课件,