纯电阻正弦交流电路
2-3 交流电路中基本理想元件的特性
由上式可见电阻的电压和电流是同频率的正弦量且相位相同。
它们的波形图和相量图如下:
一、电阻元件
2.电阻在正弦交流电路中的作用
它们的大小关系式为:
U Rm RI m U R RI
I 关系为: 相量形式的 U
RI U Rm m RI U
R
一、电阻元件
2.电阻在正弦交流电路中的作用 瞬时功率:
pR uRi U Rm I m sin t
2
由于 p≥0 ,电阻总在吸收功率,并不断将电能转化 为热能。
一、电阻元件
2.电阻在正弦交流电路中的作用 平均功率 —— 取瞬时功率在一个周期内的平均值来表示
交流电功率的大小,称为平均功率,用大 写字母P表示。
1 T 1 T PR pdt U Rm I m sin 2 tdt T 0 T 0 1 T 1 cos 2t U Rm I m ( )dt 0 T 2 U Rm I m URI 2
三、电容元件
2. 电容在正弦交流电路中的作用
U Cm UC 1 C Im I
——电容抗,简称容抗
1 1 Ω 容抗: XC C 2πfC
三、电容元件
2. 电容在正弦交流电路中的作用
I 关系为: 以电容电压为参考相量,可得相量形式的 U
U 0 U C C
CU 90 I C U C 1 90 C
解
1 106 XC 0.0637 4 2π fC 2π 5 10 50
0.2 0 A I Sm
jX I U Cm C Sm (0.0637 90)0.2V 0.01274 90V
uC 0.01274 sin( t 90)V
模块二、电工基础知识--正弦交流电
阻抗三角形
阻抗:
Z R2 (XL XC )2
arctg X L X C
R 阻抗角
所以p UI sin2ω t
同理,无功功率等于瞬时功率达到的最大值。
QC
UI
I 2XC
U2
XC
单位:乏(var)
例2: 电容器C=0.5μF,外加交流电压U=10V,
i
φ=30°,ω=106rad/s,求i。
+
解: (1)相量图法:先画相量图,
u
C
_
分别求I、 φ。
I
U
UI (1 cos2 t)dt
T0
UI I 2R U 2 / R
ωt
单位:瓦、千瓦 (W、kW)
电压与电流最大值的关系:
Im=URm/R
电压与电流有效值的关系:
I=UR/R
或 UR=IR
电路的功率
瞬时功率:瞬时电压与电流的乘积。 有功功率:瞬时功率的平均值。
P=URI=I2R=UR2/R
UR
R
U UL UC UR
电压三角形
电压与电流的相位差:
arctg U L UC arctg X L XC
UR
R
Z XL XC
R
阻抗三角形
阻抗:
Z R2 (XL XC )2
arctg X L X C
R 阻抗角
Z X XL XC
2.功率关系
由 u 2Usinω t
+
1
u
i 2U sin( ω t 90) (1) 瞬时功率 X C
_
p iu
正弦交流电路中电压与电流的关系
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综上所述, 综上所述,电容电路中电压与电流的关系 可由相量形式的欧姆定律
& U
& 来表达, =-j I XC来表达,
电容不消耗功率, 电容不消耗功率,其无功功率是 QC=UI=I2XC=U2/XC。
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[例4] 在纯电容电路中,已知 i=22 2 sin(1000t+30°)A, 电容量C=100µF, 求(1)电容器两端电压的瞬时值表达式; (2)用相量表示电压和电流,并作出相量图; (3)求有功功率和无功功率。
& U =220∠120°V
图6 例3的相量图 的相量图
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三、 纯电容电路
加在电容元件两个极板上的电压变化时,极板上贮 存的电荷Q=CU就随之而变,电荷量随时间的变化率,就 是流过联接于电容导线中的电流,即
i= dq du =C dt dt
(2) ) (3) ) (4) )
u=
图9 例4的相量图 的相量图
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表1 正弦交流电路中R、L、C元件的电压与电流关系 正弦交流电路中R
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作业:3-15,3-16,3-17
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XL=2πfL=0 =2π
[例3] 在纯电感电路中,已知i=22 2 sin(1000t+30°)A, 在纯电感电路中,已知i=22 sin(1000t+30°)A, L=0.01H,求(1)电压的瞬时值表达式;(2 L=0.01H,求(1)电压的瞬时值表达式;(2)用相量表示 电流和电压,并作出相量图;(3 电流和电压,并作出相量图;(3)求有功功率和无功功率。
正弦交流电路中电压与电流的关系
(2) I=2230A U =22030V 相量图如图3所示。 (3)P=UI=220×22=4840W
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图3 例1的相量图
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二、 纯电感电路
• 电压与电流的关系 e L di u e Ldi
如则图在7所回示路的中电就容有器电两流端加上正弦电压u=Umsint,
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由上式可知:
(1)Im=CUm 即 Um U 1
Im I C
(5)
实验和理论均可证明,电容器的电容C越大,交流电
频率越高,则1/C越小,也就是对电流的阻碍作用越小,
我们把电容对电流的“阻力”称作容抗,用XC代表。
们把这种“阻力”称作感抗,用XL代表。
•
XL=L=2fL
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L为电感量,单位为亨利(H), f为 流过电感的电流频率,单位为赫兹 (Hz);XL是电感元件两端的电压与流 过电流的比值,单位显然是
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(a) 瞬时值表示
(b) 相量表示
图4 纯电感电路
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的公式,即
PU II2RU2R
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例题:
例1 在纯电阻电路中,已知 i=22 2 sin(1000t+30)A,R=10,
求:(1)电阻两端电压的瞬时值表达式; (2)用相量表示电流和电压,并作出相量图; (3)求有功功率。
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解:(1)已知Im=22 2 A,R=10,所以 Um=ImR=220 2 V
知识点4:纯电阻正弦交流电路-教学文稿.
U U m m 0
6
二、知识准备
纯电阻正弦交流电路的特点
1.电流与电压的关系
电阻、电压与电流瞬时值之间满足欧姆定律,因此有
i u/R
U m sin( t 0 ) U m sin( t 0 ) R R I m sin( t 0 ) 2I sin( t 0 )
知识深化:电炉的应用
归纳总结
一、明确任务
纯电阻正弦交流电路中的电压电流之间存在怎样的关系呢? 我们一起来学习使用万用表测交流电压、交流电流的方法;掌握信号发 生器、示波器的使用方法。
掌握电阻上功率的计算方法。
二、知识准备
纯电阻正弦交流电路的特点
1.电流与电压的关系 电压与电流参考方向相关联,即电压、电流参考方向相同。如图2-16所示。
1 P T
T
1 U2 2 pdt ( IU IU cos 2 t )dt IU I R T 0 R 0
T
二、知识准备
纯电阻正弦交流电路的特点
2.电阻上功率的计算
可见,电阻在一个周期消耗的有功功率只跟电压有效值或电流有效值有关,
而跟频率、相位无关。
从上面的分析可知,电阻上有功功率的计算方法与直流电路中电阻上的功 率计算方法相同,不同之处在于电压或电流应采用有效值。 元件的有功功率反映了元件实际所消耗的功率,所以它具有现实意义。
2.电阻上功率的计算
图2-17 电阻上电压、电流与功率波形
13
二、知识准备
纯电阻正弦交流电路的特点
2.电阻上功率的计算
在工程上我们用有功功率(P)来衡量元件消耗的功率大小。 定义: 正弦交流电一个周期内在元件上消耗的平均功率称为该元件的有功功率。 根据有功功率的定义,电阻的有功功率的计算公式推导如下
第3章 正弦交流电路
3.3.1 单一参数的正弦交流电路
1.纯电阻电路 (1) 电压与电流的关系
+
u iR
u
i I m sin t
_
u iR I m R sin t U m sin t
i R
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。
y
i
ω
Im
i1
ωt1 φ
Im
i0
90
o
x
o
ωt1
ωt
φ
t t1 i1 I m sin(t 1)
对于一个正弦量可以找到一个与其对应的旋转矢量,反之, 一个旋转矢量也都有一个对应的正弦量。
3.2.2 复数及复数的运算 1、复数
A a jb
A r cos r sin
e j cos j sin
作相量图时要注意: 只有同频率的正弦量才 能画在一个相量图上,不 同频率的正弦量不能画在 一个相量图上。
+j
U
Φu
o
Φi
+1
I
3.3正弦交流电路的简单分析与运算
电阻元件、电感元件与电容元件都是组成 电路模型的理想元件。
所谓理想元件,就是突出元件的主要电磁 性质,而忽略其次要因素。如电阻元件具 有消耗电能的性质(电阻性),其它的电 磁性质如电感性、电容性等忽略不计。。
f = 1/T T = 1/f
i
角频率是指交流电在1s内变化的电 Im
角度。正弦量每经过一个周期T,
o
对应的角度变化了2π弧度,所以
φ
ωt
T
2f 2
正弦交流电路的分析—单一元件电路分析
I U
u、 i 同相 U IR
UI
0
纯电阻交流电路
✓ 思考
在电阻R=100Ω的电路中,加上 u=311sin(314t+300)V的电压,求 该电路中电流值及电流的解析式,并 画出电压和电流的相量图。
01
正弦交流电的三要素
02
正弦交流电的表示
03 单一参数正弦交流电路的分析
04
简单正弦交流电路的分析
3
解: 电流i(瞬时值):
i 10 2 sin (200t+ 2 ) A
3
功率:P=UI=11010=1100W
纯电阻交流电路
✓ 小结
电路图 基本 (正方向) 关系
复数 阻抗
电压、电流关系
功率
瞬时值 有效值 相量图 相量式 有功功率 无功功率
R
i u
u iR
R
u 2U sint
U IR
i 2I sin t
01
正弦交流电的三要素
02
正弦交流电的表示
03 单一参数正弦交流电路的分析
04
简单正弦交流电路的分析
01
纯电阻交流电路
✓ 电压与电流关系
✓ 电阻元件的功率
纯电阻交流电路
✓ 电压与电流关系
交流电路中如果只有线性电阻,这种电路叫做纯电阻电路。
根据 欧姆定律:u=iR
i
设 u 2 U sin t
i
设
U
L
u
u L di jX L i 2I sint U IX L
dt jL u
X L L
I U IjX L
0
2IL sin(t 90)
u领先 i 90°
第三章正弦交流电路
1 = U 2
cm m
I sin2 ωi = U Isin2 t
第四节电容和纯电容交流电路
纯电容电路瞬时功率波形图
第三章 正弦交流电路
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结 束
第四节电容和纯电容交流电路
二、纯电容正弦交流电路
• 2.电路的功率 (2)平均功率(有功功率) 瞬时功率在一个周期内的平均功率等于零,即:
2
2 C
第三章 正弦交流电路
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结 束
第四节电容和纯电容交流电路
二、纯电容正弦交流电路
例题
0
把一个C 80μ F的电容器接在 u 220 2sin(314t 30 ) 的电源上。试求:(1 ) 电流相量并写出其解析 式; (2) 无功功率 (3)画出电压和电流 的相量图.
• 若万用表的指针向小电阻方向摆动,不 能回摆至“∞”,而停在某一位置上,说 明电容器有漏电现象。
第三章 正弦交流电路
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结 束
第四节电容和纯电容交流电路
u C
5.技能训练:用万用表检测电容器
• 若万用表的指针立即指到“0”位置上不 回摆,说明电容器内部已短路 。
第三章 正弦交流电路
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结 束
最大值
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结 束
(3)有效值
正弦量的有效值是根据电流的热效应来规 定的。如图3-5所示,在相同的时间里, 直流电和交流电在相同的负载上产生相 同的热量,就把该直流电的值叫做该交 流电的有效值
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结 束
I
Im 2
第3章正弦交流电路
3)指数形式
A =r (cos jsin) = re j
4)极坐标形式
A=r∠
从图中可以看出,复数A的实部a、虚部b与模r构成一个直角三角形。
三者之间的关系为
r a2 b2
arctan b
个正弦量同相,如图4.2 (b)所示;
(4) 当 12 = 时,一个正弦量到达正最大值时,另一个正弦量到达
负最大值,此时称第1个正弦量与第2个正弦量反相,如图4.2 (c)所示;
(5) 当 12 = /2时,一个正弦量到达零时,另一个正弦量到达正最
大值(或负最大值),此时称第1个正弦量与第2个正弦量正交。如图4.2 (d) 所示。
U1 U1 1
U U1 U 2
U 2 U 2 2
u(t ) 2 U cos( t )
故同频正弦量相加减运算变成对 应相量的相加减运算。
i1 i2 = i3
I1 I2 I3
3.2 单一参数正弦交流电路的分析
一、纯电阻元件电路
1. 电阻元件 在正弦电路中,电流、电压虽然都是随时间变化
= 311sin(30°)= 115.5V
i= 5sin(314t 90°) = 5sin(314×0.00333 90°) = 5sin(150°)
= 2.5A
可见,当两个同频率正弦量的计时起点变化时,各自的相位将发生
变化,但其相位差不变。说明相位的大小与计时起点的选择有关,
而相位差与计时起点的选择无关。
(2)、 乘除运算——极坐标为例
若 A1= r1 1 ,若A2= r2 2
则
A 1
交流电路的功率
瞬时功率为
p = ui = UmImsin( t )sin( t)
精品课件
纯电阻电路的功率
精品课件
电阻的瞬时功 率总是正值, 表示电阻总是 消耗功率,这 是不可逆的。
纯电阻电路的功率
瞬时功率在一个周期内的平均值叫做平均功率,它反映
了交流电路中实际消耗的功率,所以又叫做有功功率,用 P
表示,单位是瓦特(W)。
P 1 2 Pm 1 2 2 UR2 IR URIR U RR 2 IR 2 R
如果电路中存在多个电阻,则总有功功率为各个电阻上有 功功率之和。
精品课件
纯电容电路的功率
精品课件
纯电容电路的功率
在电容器和电源之间进行着可逆的能量转换而不消耗功率 ,所以,电容元件有功功率为零,即P=0。
电容元件用无功功率来衡量其与电源间能量互换的规模 ,规定电容元件的无功功率为瞬时功率的幅值(它并不 等于单位时间内互换了多少能量),因此也叫做最大值 功率,用符号Q来表示,它的单位是乏(var)。
QC UCIC UXC2C IC2XC
精品课件
纯电感电路的功率
精品课件
纯电感电路的功率
由上图表明,电感元件瞬时功率的平均值也为零, 即P=0,说明电感线圈也不消耗功率,只是在线圈和电源 之间进行着可逆的能量转换。
电路的无功功率 Q U si I2 n 4 2 .4 s0 5 i.1 n v 3 7 av r 7a
电路的视在功率
S U 2 I 2 4 .4 V 0 9 A V 68 A
由上可见,
精品课件
>0,电压超前电流,因此电路为感性。
课堂练习
1.负载的端电压为u=-220 sin(314t-160 0)V,通过 的电流i=4.4 cos(314t-1300 )A,试求此负载的功率 因数即输入的有功功率、无功功率和视在功率。
纯电阻单相正弦交流电路中的电压与电流
纯电阻单相正弦交流电路中的电压与电流1. 引言纯电阻单相正弦交流电路是一种基本的电路结构,由一个纯电阻元件组成。
在这种电路中,电压和电流之间存在特定的关系,本文将对纯电阻单相正弦交流电路中的电压与电流进行详细讨论。
2. 纯电阻单相正弦交流电路的结构纯电阻单相正弦交流电路由以下主要部分组成: - 交流电源:提供正弦形式的交流电。
- 电阻:作为负载元件,提供阻抗。
- 连接线路:将交流电源与负载元件连接在一起。
3. 交流信号在纯电阻单相正弦交流电路中,交流信号是以正弦波形式表示的。
正弦波具有周期性和连续性,可以用以下数学表达式表示:v(t) = Vm * sin(ωt + φ)其中,v(t)表示时间t时刻的信号值,Vm表示峰值幅值,ω表示角频率,φ表示初相位。
4. 交流信号的频率和周期频率是指单位时间内重复发生的周期性事件的次数,单位为赫兹(Hz)。
周期是指一个完整的波形所需要的时间,单位为秒(s)。
在纯电阻单相正弦交流电路中,频率和周期之间存在以下关系:f = 1/T其中,f表示频率,T表示周期。
5. 交流信号的峰值幅值和有效值峰值幅值是指信号波形中正半周或负半周的最大幅值,用Vm表示。
有效值是指信号波形在一定时间内产生的功率与直流电压下相同功率所对应的电压值,用Vrms表示。
在纯电阻单相正弦交流电路中,峰值幅值和有效值之间存在以下关系:Vrms = Vm / √26. 电压与电流之间的关系根据欧姆定律,在纯电阻单相正弦交流电路中,电压与电流之间存在线性关系。
即:V = I * R其中,V表示电压,I表示电流,R表示电阻。
7. 相位差相位差是指两个波形之间的时间差或角度差。
在纯电阻单相正弦交流电路中,由于只有一个纯电阻元件,电压和电流的相位差为0度。
8. 电压和电流的波形在纯电阻单相正弦交流电路中,电压和电流的波形是相同的,都是正弦波。
它们之间的关系可以用以下数学表达式表示:v(t) = Vm * sin(ωt)i(t) = Im * sin(ωt)其中,v(t)表示时间t时刻的电压值,i(t)表示时间t时刻的电流值,Im表示电流的峰值幅值。
单一参数正弦交流电路
2.2单一参数的正弦交流电路本节将讨论电路由某些单一参数元件组成时,在正弦电源作用下,电压、电流关系的相量形式及其功率表现。
2.2.1电阻元件的正弦交流电路(1)电阻元件上电压和电流的关系纯电阻电路是最简单的交流电路,如图2-8所示。
我们所接触到的白炽灯、电炉、电烙铁等都属于电阻性负载,它们与交流电源连接组成纯电阻电路。
图2-8纯电阻电路在图2-8中,电压与电流的关系在任何瞬时都服从欧姆定律,即u=Ri设流过电阻的正弦电流则电阻两端的电压与其流过的电流是同频率的正弦量,它们的大小和相位关系分别为U=RI(2-16)φu=φi(2-17)可见,对于电阻的正弦交流电路,电压的有效值(或幅值)与电流的有效值(或幅值)成正比,且电压与电流同相。
由式(2-16)、式(2-17)可得电阻元件电压与电流的相量关系为上式称为电阻元件电压电流关系的相量形式,或称为相量形式的欧姆定律。
它全面反映了电阻元件上正弦电压与电流的大小关系和相位关系。
其相量模型和相量图如图2-9所示。
图2-9电阻元件的相量模型和相量图(2)电阻元件的功率①瞬时功率电阻在某一时刻消耗的电功率叫做瞬时功率,它等于电压u与电流i瞬时值的乘积,并用小写字母p表示。
设流过电阻的电流、电压瞬时值分别为:则据此可画出电阻元件瞬时功率的波形图,如图2-10所示。
图2-10电阻元件瞬时功率的波形图由图2-10可以看出,在任何瞬时,恒有p≥0。
这说明电阻是一种耗能元件,它将电能转为热能。
②平均功率由于瞬时功率是随时间变化的,其实用意义不大,因此工程上常采用平均功率。
平均功率是指瞬时功率在一个周期内的平均值,用大写字母P表示。
即由于U=RI,因此电阻的平均功率也可表示为平均功率表示电阻实际消耗的功率,又称为有功功率,其单位为瓦(W)。
由于通常所说的功率都是指平均功率,因此简称功率。
例如功率为40W的白炽灯,是指白炽灯在额定工作情况下,所消耗的平均功率为40W。
注意:上式与直流电路中电阻功率的表达式相同,但式中的U、I不是直流电压、电流,而是正弦交流电的有效值。
纯电阻电路
2
1
U1
U U1 U2
试作出下列正弦量的矢量图
u A 220 2 sin 314t u B 220 2 sin( 314t 1200 ) uC 220 2 sin( 314t 1200 )
UC
1200 1200 1200
UA
UB
教学目的
1.了解交流电路相关概念; 2.掌握纯电阻电路电压电流间的瞬时值、有效值、 最大值及相互关系; 3.掌握纯电感电路的电压与电流相位、频率、数量、 功率关系。
1. 瞬时功率p:瞬时电压与瞬时电流的乘积
i 2 I sin ω t u 2 U sin ω t
u i
O p
iu
ωt
p ui 2 Um I m sin ω t 小写
p
1 U m I m (1 cos 2 ω t ) 2
O
ωt
结论:
p0
(耗能元件),且随时间变化。
2.平均功率:工程上都是计算瞬时功率的平均值, 即
教学难点
纯电阻电路、纯电感电路的计算
第六节 交流电路引言
一、正弦交流电路
正弦交流电路: 在正弦交流电源的激励下,由电阻、电容、电 感等元件组成的电路。
特点:当正弦电压或电流持续作用与电路时,产生 的稳态响应仍为正弦量。
任务:主要是确定不同参数和不同结构的各种正弦 交流电路中的电压与电流之间的关系和功率关系。
平均功率, 用大写字母P表示。周期性交流电路中的
平均功率就是其瞬时功率在一个周期内的平均值, 即
1 T 1 T P p dt u i dt p p 0 0 T T 大写 1 T 1 P U m I m (1 cos 2 ω t ) dt T 0 2 ωt O 1 T UI (1 cos2 ω t )d t UI T 0 2 U 2 P UI I R 单位:瓦(W),千瓦(kW) R
电工技术及实训测试题+参考答案
电工技术及实训测试题+参考答案一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1、RC串联交流电路,阻抗|Z|=10Ω,电阻R=6Ω,则容抗XC=(____)。
A、4ΩB、8C、16ΩD、8Ω正确答案:D2、正弦交流电压的有效值220V,则它的最大值是(____)。
A、311VB、220VC、311D、380V正确答案:A3、RLC串联交流电路处于谐振状态,若电感L增加时,电路呈(____)。
A、阻性B、感性C、容性D、无法确定正确答案:B4、KVL内容:任一回路的各电压代数和(____)。
A、为负B、不等于0C、等于0D、为正正确答案:C5、正弦交流电路,周期与频率的关系:(____)。
A、成反比B、非线性C、成正比D、无关正确答案:A6、关于电路的作用,下列说法准确的是(____)。
A、把机械能转变成电能B、实现电能的传输和转换,信号的传递和处理C、把电能转变成热能D、把热能转变成电能正确答案:B7、电阻元件R=5Ω,u,i为关联参考方向时,u=10V,则i=(____)。
A、2B、-2AC、0D、2A正确答案:D8、三角形连接中三个电阻相等,R1=R2=R3=33Ω,则等效为星形连接的三个电阻也相等,为(____)Ω。
A、11B、99C、33D、66正确答案:A9、R1、R2串联交流电路,总电压U=100V,电阻R1电压U1=80V,则电阻R2电压U2=(____)V。
A、20B、140C、0D、60正确答案:A10、电感元件L=10mH,电源ω=1000rad/s ,则感抗XL=(____)。
A、100ΩB、1000ΩC、10ΩD、10000Ω正确答案:C11、交流电路阻抗Z=3+j4 Ω,电流I=10A,则电路有功功率P=(____)。
A、300VAB、300C、300W正确答案:C12、A、B两点的电位VA=10V、VB=30V,则两点的电压为UAB=(____)V。
A、20B、-20C、0D、40正确答案:B13、电压又称为(____)。
纯电阻电路(交流电路中)
三、功率
瞬时功率——任一瞬
间,电阻中电流瞬时值与
同一瞬间的电阻两端电压
的瞬时值的乘积,用PR表 示。 PR=ui
PR
U
2 m
R
sin2 t
电阻R是耗能元件
功率曲线图
平均功率——电阻在交流电一个周期内消耗 的功率的平均值,又称有功功率,用P表示,单位 仍是瓦(W)。
电压、电流用有效值表示时,平均功率P的计 算与直流电路相同,即
❖ 课堂小结
❖ 1.纯电阻电路的定义 ❖ 2.电阻两端的u与流过电阻的i同相 ❖ 3.在纯电阻电路中,电流与电压的瞬时值、
最大值、有效值都符合欧姆定律。
❖ 4.瞬时功率:电阻R在任一瞬时吸收的功率 ❖ 5.平均功率(有功功率):瞬时功率在一个
周期内的平均值。P=UI
若电路接上一电阻负载R = 220 ,电路上电
流的有效值是 ,电流i的解析式
是
,电阻上消耗的功率是 。
❖ 画出上题u与i的相量图
练习2
❖ 一个220V/25W的灯泡接在311 sin ( 314 t + 60 ) V的电源上,试求:
❖ (1)灯泡的电阻 ❖ (2)电流的瞬时值表达式 ❖ (3)电压、电流的相量图
P UI I 2 R U 2 R
例:在纯电阻电路中,电阻为44 ,交流电压u = 311 sin ( 314 t + 30 ) V,求通过电阻的电流多
大?电阻消耗的功率是多少?写出电流的解析式并
画出u与i的相量图
练习1
❖ 已知交流电压u = 311sin ( 314 t + 45 ) V,
一、电流与电压的相位关系 设 u Um sint
i u Um sin t
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斯旺
托马斯· 阿尔瓦· 爱迪生
白炽灯发光发热的原因: 白炽灯工作原理的实质:
纯电阻电路的定义: 只含有电阻元件的交流电路叫做纯电阻电路,如含有白 炽灯、电炉、电烙铁等的电路。
一、电压与电流、电阻的关系
二、纯电阻电路的两个功率
一、电压、电流的关系
1、电压、电流的瞬时值关系 电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。 设加在电阻 R 上的正弦交流电压瞬时值为 u = Umsin( t),则 根据欧姆定律,通过该电阻的电流瞬时值为
Hale Waihona Puke 2 U P UI I 2 R R
本节课结束,谢谢大家!
③ 相位上,电压和电流的相位差为0
二、纯电阻电路的两个功率
1、
瞬时电压和瞬时电流的乘积,即瞬时功率,用小写字 母p来表示,单位为瓦(W)或千瓦(kW p=uR· iR=Umsinωt·Imsinωt 波形如下图所示,从图中可以看出,瞬时功率p≥0。
2、 通常用瞬时功率在一个周期内的平均值来衡量纯电阻 电路的功率大小,它是电路中实际消耗的功率,称为有功 功率,用大写字母P来表示。平常说白炽灯的功率为40W, 电阻炉的功率为100W,都是指有功功率。
3、相位关系
电阻的两端电压 u 与通过它的电流 i 同相,其波形图 和相量图如图 8-1 所示。
图 8-1 电阻电压 u 与电流 i 的波形图和相量图
综上所述,纯电阻电路中电压和电流有如下关系:
① 电阻不改变电路的频率,电阻的电压和电流的频率都与
② 数值上,电压和电流的最大值、有效值、瞬时值符合欧
i u Um sin( t ) I msin( t ) R R
Im Um R
其中
是正弦交流电流的最大值。这说明,正弦交流电压和电流的 最大值之间满足欧姆定律。
2、电压、电流的有效值关系 电压、电流的有效值关系又叫做大小关系。
U I R
或
U RI
这说明,正弦交流电压和电流的有效值之间也满足欧姆 定律。