知识点4：纯电阻正弦交流电路-教学文稿.

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
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
【特别提示】 通常交流电路中负载的功率（例如电灯的功率、 电机的功率、电视的功率等）指的就是有功功率。
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三、操作训练
实训：纯电阻正弦交流电路
在R＝100Ω的电阻两端加上正弦交流电源ui，改变电源的大小，用万 用表（或电压表、电流表）测量电阻R的电压和电流。
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 结论：
纯电阻正弦交流电路中电流、电压与电阻三者之间有以下关系：
1）电阻上电压与电流频率相同，相位与初相位相同； 2）电流、电压有效值、瞬时值、最大值与电阻之间满足欧姆定律； 3）电流、电压有效值或最大值相量与电阻之间满足欧姆定律。
二、知识准备
谢 谢！
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在电流与电压参考方向一致的情况下，从电阻瞬时功率的表达式 p(t ) 0 可知，在交流电路中，只有在某些时刻，电阻上电流、电压均为零，此刻不 存在功率消耗，即 p(t ) 0 因此电阻是一个“耗能”元件。图4-16是电阻上电流、电压与功率的波形 图。
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二、知识准备
纯电阻正弦交流电路的特点
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。
压及流过电阻的电流。 （2）将图中开关 S 闭合，改变信号发生器输出交流信号的频率和电压，观察电路中电压表和电流
表的变化。
（3）根据测得的数据，绘制电阻的伏安特性图。 （4）用功率表测量电阻所消耗的功率，总结功率与电阻的电压和电流的关系。
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三、操作训练
实训：纯电阻正弦交流电路
把上述数据填入表2-1。
2．电阻上功率的计算
图2-17 电阻上电压、电流与功率波形
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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
IN
PN 1000 A 4.55 A U N 220
电炉的电阻为
R
U 220 Ω 48.4 Ω I 4.55
工作2小时消耗的电能为
W Pt 1000 2 W h 2000W h 2 kW h
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五、归纳总结
1.纯电阻正弦交流电路中电流、电压与电阻三者之间有以下关系：
图2-16 纯电阻正弦交流电路
图2-16（a）是用瞬时值表示的电路，图2-16（b）是用相量表示的电路。
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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 设加在电阻两端的电压为
u U m sin( t 0 ) 2U sin( t 0 )
有效值相量表达式为
U U 0
图2-18 交流电路中的电阻
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三、操作训练
实训：纯电阻正弦交流电路
1.训练目的
理解R在正弦交流电路中的电压电流关系。 掌握万用表测交流电压、交流电流的方法。 掌握信号发生器、示波器的使用。
源自文库
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三、操作训练
实训：纯电阻正弦交流电路
2.任务实施
（1）按图2-18连接电路，交流信号由信号发生器提供，用电压表和电流表分别测量电阻两端的电
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。
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电工电子技术 单击此处编辑母版标题样式
主 讲：刘妍
单击此处编辑母版标题样式
讲授内容
项目二：交流电路
知识点
纯电阻正弦交流电路
2
目 录
01 02 03 04 05
明确任务：纯电阻正弦交流电路中的电压电流
知识准备：纯电阻正弦交流电路的特点
操作训练：实训：纯电阻正弦交流电路
最大值相量表达式为
U U m m 0
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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 )
1）电阻上电压与电流频率相同，相位与初相位相同；
2）电流、电压有效值、瞬时值、最大值与电阻之间满足欧姆定律；
3）电流、电压有效值或最大值相量与电阻之间满足欧姆定律。
2.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。
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i u I m sin t 2 I sin t R
于是，电阻 R上的瞬时功率应为
p(t ) i u I m U m sin 2 t 2IU sin 2 t
IU IU cos 2 t 0
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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
纯电阻正弦交流电路的特点
1．电流与电压的关系
练习：
图2-16纯电阻正弦交流电路中以电压相量为参考相量，试画出电阻电压电 流相量图。
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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
在图2-16所示电路中，电流与电压的参考方向相关联时，若电阻上电压为
那么，电阻的电流瞬时值可写成
u U m sin t 2U sin t
频率f（Hz） 表2-1 电流I（A） 功率P（W） 电压U（V）
思考总结： ①正弦交流电路中电阻两端的电压与电流有效值满足欧姆定律吗？它们 的瞬时值满足吗？ ②电阻的功率与电压、电流有什么关系？
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四、知识深化
电炉的额定电压 UN = 220 V，额定功率 PN = 1 000 W ，在220V的交 流电源下工作，求电炉的电流和电阻。使用2小时，消耗电能是多少？ 解：由于电炉可看成纯电阻负载，则
电流的有效值相量为 最大值相量为
I I
0
I I m m 0
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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
电压有效值（或最大值）、电流有效值（或最大值）和电阻三者之间满足欧 姆定律，即 Um U I I m R R
将电压与电流之间的关系用相量表示，则有 U U Im m I R R