(1.29)--4.7RLC串联交流电路.ppt

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1、电工技术基础4.7 RLC串联交流电路复习导入特性名称特性名称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阻抗特性阻抗特性阻抗电阻R直流特性呈现一定的阻碍作用通直流阻交流（相当于短路）通交流隔直流（相当于开路）交流特性呈现一定的阻碍作用通低频阻高频通高频阻低频伏安特性伏安特性大小关系相位关系（电压与电流的相位差）单一参数正弦交流电路特性的比较单一参数正弦交流电路特性的比较复习导入基尔霍夫定律的相量形式基尔霍夫定律的相量形式新课讲授4 阻抗阻抗1.定义定义Z+-=单位：单位：阻抗模阻抗模阻抗角阻抗角欧姆定律的欧姆定律的相量形式相量形式阻抗阻抗Z的代数形式可写为：的代数形式可写为：

2、Z=R+jX其实部为电阻，虚部为电抗。其实部为电阻，虚部为电抗。无源无源线性线性+-阻抗阻抗Z为复数，故又称复阻抗。为复数，故又称复阻抗。新课讲授5R+-Z可以是实数，也可以是虚数。可以是实数，也可以是虚数。j L+-2.R、L、C 对应的阻抗对应的阻抗+-新课讲授uCu+_+_ uR+_ uL+RLCiCu uR uL uCLR U U相量相量式式：U URLC串联正弦交流电串联正弦交流电路路_瞬时值瞬时值：1.流过各元件的电流相同2.各部分电压瞬时值、相量满足基尔霍夫电压定律分析方法分析方法3.电阻的阻抗为Z=R,电感的阻抗为Z=jXL,电容的阻抗为Z=-jXC 新课讲授LCLC I R

3、j X X IZU IR I jX I jX 则则RU IRZ R j(XL XC)复复阻阻抗抗（1 1）用用相量式相量式分分析析CRLU U U UU L I jXL CC I jX UuCu+_+_ uR+_ uL+RLCi_一、电流、电压的关系一、电流、电压的关系新课讲授（2）用相量用相量图图法分法分析析先画出参先画出参考考相量相量UCULUIRUU L UC X（设设LX C）U U R U L U CuCu+_+_ uR+_ uL+RLCi_问题与讨论有关电路性质的讨论有关电路性质的讨论有关电路性质的讨论有关电路性质的讨论=由由可知，电路的性质取决于可知，电路的性质取决于UX。当当时

4、，时，UX0，电路呈感性，电路呈感性，u超前超前i一个一个角；角；时，时，UX0，电路呈容性，电路呈容性，u滞后滞后i一个一个角；角；=时，时，UX=0，电路呈阻性，电路呈阻性，u和和i同相，同相，=0。IULURUCUUX=UL+UCIULURUCUUX=UL+UCUX=0=0IULURUCU新课讲授U UL UCRUCURUU LUU L UCI（设设X LX C）电压电压三角形三角形22U UR (UL UC )CL)2 IR2 (X X I ZU R IRUL UC IX L IXC电压电压三角形三角形新课讲授ZX X L XCR阻抗阻抗三角形三角形R 阻阻 抗抗 角角X X arct

5、g LC )2LC阻抗阻抗：Z R2 (X X当当X L XC 时时，0，u 超超前前 i 电电路路呈呈电电感感性性 当当XL XC 时时，0，u 落落后后 i 电电路路呈呈电电容容性性 当当X L XC 时时，0，u、i同同相相 电路电路呈电阻性呈电阻性有关电路性质的讨论有关电路性质的讨论有关电路性质的讨论有关电路性质的讨论新课讲授二二、RLC串联串联交流电路交流电路的的功率功率由由：i 2I sin tu 2U sin(t )(1)瞬时功率瞬时功率p u i 2UI sin(t )sin t UI cos UI cos(2 t )uCu+_+_ uR+_ uL+RLCi_电压与电流的相位差

6、电压与电流的相位差：新课讲授 10TTpdt U I cos P 其其中中 cos 称功率称功率因数因数P U I cos UR I I2R(2)平均功率平均功率（有功功率）（有功功率）U UL UCRUuCu+_+_ uR+_ uL+RLCi_(3)无功功无功功率率 QQ U I sin (U L UC)I I2X L I2XC QL QC新课讲授S U I I 2 Z P 2 Q2单位单位：伏：伏安安(VA(VA）(4)视在视在功率功率 S SuCu+_+_ uR+_ uL+RLCi_ 把把电电压压有有效效值值和和电电流流有有效效值值的的乘乘积积，叫叫做做视视在在功功率率。工工程程上上常常

7、用用视视在在功功率率衡衡量量电电气气设设备备在在额额定的电压、电流条件下最大的负荷能力或承载能力。定的电压、电流条件下最大的负荷能力或承载能力。有有些些电电器器设设备备的的容容量量是是不不能能用用有有功功功功率率来来表表示示的的，如如发发电电机机和和变变压压器器。因因为为其其所所带带负负载载的的功功率率因因数数是是未未知知的的，所所以以用用视视在在功功率率来来表表示容示容量量。它。它表表示最示最大大可能可能输输出的出的功功率率。新课讲授ZRXL XCSPQU U R电压电压三角形三角形功率功率三角形三角形除以除以IUL UC乘以乘以I阻抗阻抗三角形三角形 P U I cos Q U I s i

8、 n S U I I 2 Z P 2 Q2(5)功率三角形功率三角形新课讲授RLC串联电路的谐振串联电路的谐振 含R、L、C的一端口电路，在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。1.谐振的定义谐振的定义R,L,C电路发生谐振新课讲授2.串联谐振的条件串联谐振的条件谐振角频率谐振频率谐振条件仅与电路参数有关Rj L+_新课讲授3.串联电路实现谐振的方式串联电路实现谐振的方式(2)电源频率不变，改变 L 或 C(常改变C)。0由电路参数决定，一个R L C串联电路只有一个对应的0,当外加电源频率等于谐振频率时，电路发生谐振。新课讲授4.4.RLC串联电路谐振时的特点串联电路

9、谐振时的特点(2)LC上的电压大小相等，相位相反，也称电压谐振，LC相当于短路，电源电压全部加载电阻上。（3）谐振时的功率P=UIcosUIRI2=U2/R，电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。电源不向电路输送无功。电感中的无功与电容中的无功大小相等，互相补偿，彼此进行能量交换。（1）谐振时，和 同相，阻抗为纯电阻，即Z=R，阻抗值|Z|最小。电流I 和电阻电压UR达到最大值 I=U/R (U一定)。归纳总结ZRXL XCSPQU U R电压电压三角形三角形功率功率三角形三角形除以除以IUL UC乘以乘以IZ R jX Z 阻抗阻抗三角形三角形1.RLC串联电路，流过各元件的电流相同,相量法时以电流为参考相量。2.各部分电压瞬时值、相量满足基尔霍夫定压定律，有效值不满足基尔霍夫电压定律。3.电压、电流同相位的现象简称谐振。=u i