纯电感电路PPT课件
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纯电感电路
XL= U I
2、相位关系
电感电压比电流超前90(或 /2)，即电感电流比 电压滞后90。
3、瞬时值关系
设加在电感L上的正弦交流电压瞬时值为u = Umsin( t+φu)，则通过该电阻的电流瞬时值为i = Um/XLsin( t+φI-90)
4、电压、电流的相量关系
•
U
•
I
U电感元件：
一、定义
只含有电感元件的交流电路 叫做纯电感电路。 注：对直流电的阻碍作用为0。
二、电感对交流电的阻碍作用
1．感抗的概念 反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗，用符号 XL表示，它的单位也是Ω。 2．感抗的因素 纯电感电路中通过正弦交流电流的时候，所呈现的感抗为：
小结：
1.纯电感电路的含义； 2.纯电感电路的相位关系、相量图； 3.纯电感电路的功率求解。
作业：书P107计算题2
XL=L=2fL
3、扼流圈
XL=L=2fL 表明感抗与通过的电流的频率有关。所
以，电感线圈在电路中有“通直流、阻交流；通低 频、阻高频”的特性。 用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫做低频扼流 圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫做高频 扼流圈。
三、电感电流与电压的关系
1．电感电流与电压的大小关系
i
X L90
jX L
例:已知一电感L = 80 mH，外加电压uL = 50 sin(314t 65) V。试求：(1) 感抗XL ; (2) 电感中的电流IL，(3) 电流瞬时值iL。
解： (1) 电路中的感抗为
XL = L = 314 0.08 25
(2)
(3) I电L 感UX电LL 流 52i05L比 2电A压uL滞后90°
2、相位关系
电感电压比电流超前90(或 /2)，即电感电流比 电压滞后90。
3、瞬时值关系
设加在电感L上的正弦交流电压瞬时值为u = Umsin( t+φu)，则通过该电阻的电流瞬时值为i = Um/XLsin( t+φI-90)
4、电压、电流的相量关系
•
U
•
I
U电感元件：
一、定义
只含有电感元件的交流电路 叫做纯电感电路。 注：对直流电的阻碍作用为0。
二、电感对交流电的阻碍作用
1．感抗的概念 反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗，用符号 XL表示，它的单位也是Ω。 2．感抗的因素 纯电感电路中通过正弦交流电流的时候，所呈现的感抗为：
小结：
1.纯电感电路的含义； 2.纯电感电路的相位关系、相量图； 3.纯电感电路的功率求解。
作业：书P107计算题2
XL=L=2fL
3、扼流圈
XL=L=2fL 表明感抗与通过的电流的频率有关。所
以，电感线圈在电路中有“通直流、阻交流；通低 频、阻高频”的特性。 用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫做低频扼流 圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫做高频 扼流圈。
三、电感电流与电压的关系
1．电感电流与电压的大小关系
i
X L90
jX L
例:已知一电感L = 80 mH，外加电压uL = 50 sin(314t 65) V。试求：(1) 感抗XL ; (2) 电感中的电流IL，(3) 电流瞬时值iL。
解： (1) 电路中的感抗为
XL = L = 314 0.08 25
(2)
(3) I电L 感UX电LL 流 52i05L比 2电A压uL滞后90°
纯电感电路
(1)i 与 u 的频率相同;
u LI sin( t ) U m sin( t ) 2 2
称为电感的电抗，简称 感抗，单位是()。
纯电感电路电压和电流的波形图与矢量图
u i u i O
t
u XL
U
2f L f
功率
1．瞬时功率
p ui Umsin( t UmImcos tsin t UI sin2 t π ) Imsin t 2
2. 可变电感器
电感器的参数
1. 标称电感量和允许误差
（1） 标称电感量：标称电容量指电感器上标注的电容量 电感量的基本单位是亨利（简称亨），用符号“H”表示 其他单位有毫亨（mH）、微亨（μH） 换算关系： 1H＝1000mH 1mH＝1000μH （2） 允许误差
电感器的允许误差应根据不同的使用场合来确定。一般用于振荡或 滤波等电路中的电感器要求精度较高，允许误差为±0.25%～±0.5%； 而用于耦合、阻流等电感器的精度要求不高，允许误差为±10%～±20%。
2. 额定工作电流
电感器的额定工作电流指电感器正常工作时允许通过的最大电流值。若电感 器实际通过的电流值超过额定工作电流，电感器将会因发热而使性能参数发生 改变，甚至会烧毁。
3. 品质因数
电感器的品质因数又称Q值，是衡量电感器质量的主要参数。品质因数指电感 器在某特定频率（谐振频率）的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损 耗电阻之比。电感器的品质因数越高，其损耗越小，效率越高，质量也越好。
在电感电路中：
正误判断
u i L
u i XL
？
U I L
？
？
U XL I
U jL I
纯电感交流电路
U 1
－ +
Z I U 1 1 (6.16 j 9) 100 10.955.6 100 10955.6V Z I (2.5 j 4) 100 U 2 2 4.72 58 100 47.2 58V
ZI U
称为欧姆定律的相量形式。 电阻、电感、电容的阻抗：
ZR R Z L jX L jL 1 Z C jX C j C
相量模型 将所有元件以相 量形式表示：
I
I
R －
+ U
jXL
U +
－
I
jXC －
+ U
2．阻抗的性质 Z R jX | Z | z
u
则代表它们的相量分别为： U U
I I
i
1、电阻元件
电阻元件伏安关系：u=Ri 有：
RI U
U 、 I I 代入，得： 将U u i
U u RI i
U RI u i
i
R －
I
U
θ u =θ i
+ u
553.1 5 228.8 5 245A 536.9 1 j1 Z1 I I 5 228.8 2 Z1 Z 2 1 j1 3 j 4
45°
I
I2
28.8° U －53.1°
u、i
u i O (a) u 与 i 同相
ωt
u、i
u i O (b) u 超前 i
ωt
u、i
u
i
ωt
u、i
u i O (d) u 与 i 正交
ωt
O (c) u 与 i 反相
－ +
Z I U 1 1 (6.16 j 9) 100 10.955.6 100 10955.6V Z I (2.5 j 4) 100 U 2 2 4.72 58 100 47.2 58V
ZI U
称为欧姆定律的相量形式。 电阻、电感、电容的阻抗：
ZR R Z L jX L jL 1 Z C jX C j C
相量模型 将所有元件以相 量形式表示：
I
I
R －
+ U
jXL
U +
－
I
jXC －
+ U
2．阻抗的性质 Z R jX | Z | z
u
则代表它们的相量分别为： U U
I I
i
1、电阻元件
电阻元件伏安关系：u=Ri 有：
RI U
U 、 I I 代入，得： 将U u i
U u RI i
U RI u i
i
R －
I
U
θ u =θ i
+ u
553.1 5 228.8 5 245A 536.9 1 j1 Z1 I I 5 228.8 2 Z1 Z 2 1 j1 3 j 4
45°
I
I2
28.8° U －53.1°
u、i
u i O (a) u 与 i 同相
ωt
u、i
u i O (b) u 超前 i
ωt
u、i
u
i
ωt
u、i
u i O (d) u 与 i 正交
ωt
O (c) u 与 i 反相
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显然，有功功率 P、无功功率 Q 和视在功率 S 三者之间 成三角形关系，即
S P2 Q2
这一关系称为功率三角形， 如图 8-7 所示。
图 8-7 功率三角形
《电工技术基础与技能》演示文稿 二、电阻、电感、电容电路的功 率1．纯电阻电路的功率
在纯电阻电路中，由于电压与电流同相，即相位差 = 0，
95.5 mH，外加频率 f = 50 Hz、U = 200 V 的交流电压源，试求：
(1) 电路中的电流 I ； (2) 各元件电压UR、UL；(3) 总电压与电
流的相位差 。
解：(1) XL= 2fL 30 ， Z
R2
X
2 L
50 Ω ，则I
U Z
4A
(2)UR = RI = 160 V，UL = X LI = 120 V，显然 U
S P2 Q2 QL
即纯电感电路不消耗功率(能量)，电感与电源之间进行着可逆 的能量转换。
《电工技术基础与技能》演示文稿
3．纯电容电路的功率
在纯电容电路中，由于电压比电流滞后 90，即电压与电流
的相位差 = 90，则瞬时功率
pC = UIcos[1 cos(2 t)] UI sin sin(2 t)= UI sin(2 t)
瞬时功率在一个周期内的平均值(即有功功率)
P = UI cos = UI 其中 = cos 称为正弦交流电路的功率因数。
《电工技术基础与技能》演示文稿
3．视在功率 S
定义：在交流电路中，电源电压有效值与总电流有效值 的乘积(UI)称为视在功率，用 S 表示，即 S =UI ，单位是 VA (伏安)。
2．纯电感电路的功率
在纯电感电路中，由于电压比电流超前 90 ，即电压与电
S P2 Q2
这一关系称为功率三角形， 如图 8-7 所示。
图 8-7 功率三角形
《电工技术基础与技能》演示文稿 二、电阻、电感、电容电路的功 率1．纯电阻电路的功率
在纯电阻电路中，由于电压与电流同相，即相位差 = 0，
95.5 mH，外加频率 f = 50 Hz、U = 200 V 的交流电压源，试求：
(1) 电路中的电流 I ； (2) 各元件电压UR、UL；(3) 总电压与电
流的相位差 。
解：(1) XL= 2fL 30 ， Z
R2
X
2 L
50 Ω ，则I
U Z
4A
(2)UR = RI = 160 V，UL = X LI = 120 V，显然 U
S P2 Q2 QL
即纯电感电路不消耗功率(能量)，电感与电源之间进行着可逆 的能量转换。
《电工技术基础与技能》演示文稿
3．纯电容电路的功率
在纯电容电路中，由于电压比电流滞后 90，即电压与电流
的相位差 = 90，则瞬时功率
pC = UIcos[1 cos(2 t)] UI sin sin(2 t)= UI sin(2 t)
瞬时功率在一个周期内的平均值(即有功功率)
P = UI cos = UI 其中 = cos 称为正弦交流电路的功率因数。
《电工技术基础与技能》演示文稿
3．视在功率 S
定义：在交流电路中，电源电压有效值与总电流有效值 的乘积(UI)称为视在功率，用 S 表示，即 S =UI ，单位是 VA (伏安)。
2．纯电感电路的功率
在纯电感电路中，由于电压比电流超前 90 ，即电压与电
纯电感电路
5、P82. 第4题。
本节课内容全部结束
四、电路的功率
（1）瞬时功率 p:等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积。
i
u
u i 同向, u i 反向, u i 同向, u i 反向,
吸收电能; 送出能量; 吸收电能; 送出能量;
储存磁能; 释放磁能; 储存磁能; 释放磁能;
p >0
p<0
p >0
p<0
电感元件上只有 能量交换而不耗 能，为储能元件
纯电感电路
Learning Target
学 习 目 标
01 认 识 纯 电 感 电 路 ， 了 解 电 感 对 交流电的阻碍作用。
02 理解感抗的物理意义，会计算 感抗。
01 掌 握 纯 电 感 电 路 中 电 流 与 电 压 的关系。
02 了解瞬时功率、有功功率和无 功功率。
1
纯电感电路
一、纯电感电路
（2）电压表读数与电流表读数成正比。
3
电流与电压的关系
三、电流与电压的关系
1.数值关系
I ULm m XL
I UL XL
最大值关系 有效值关系
2.相位关系：电压比电流超前90o
设：i 2 I sin ω t
则 u 2 U sin( ω t 90)
i (u) u
O
i ωt
4
电路的功率
ωt
在一个周期内，L吸收的电 能等于它释放的磁场能。
(2)有功功率
PL=0 即电感不消耗电能。
(3)无功功率：瞬时功率的最大值称为无功功率，用符号Q表示：
QL
ULI
I
2XL
U2 XL
单位：var（乏）（此外常用的还有kvar）。
纯电感电路PPT课件
——感性无功功率，单位是乏，符号为var。
注意：无功功率中“无功”的含义是“交换”而不是“消耗”，它是相对于“有功”而言的。
决不可把“无功”理解为“无用”。它实质上是表明电路中能量交换的最大速率。
知识点精讲
某线圈忽略其电阻不计，接在u=220 2sin（314t+30°）V的工频交流电源上，已知线圈的电
正弦交流电路
考纲解读
一、最新考纲要求
1.掌握纯电感电路电感元件电压与电流关系及相量图；
2.掌握感抗、有功功率与无功功率的计算。
二、考点解读
必考点：纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图、相量图表示；感抗、有功
功率与无功功率的计算。
重难点：纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图、相量图表示；感抗、无功
电路的有功功率P=0，无功功率 =UI=220×1=220Var。
电压与电流的相量图如图5-4-4所示。
知识点精讲
在L=1H的电感元件上，通过的直流电流I=0.5A，则L两端的电压为 0 V。
【解析】因为直流电流频率f=0，所以感抗 = =2πfL=0，故U= I=0。
功率的物理含义。
知识清单
1.纯电感电路电压与电流数量、相位关系
(1)电压与电流有效值之间服从欧姆定律
=
式中
——电感线圈两端的电压有效值，单位是伏［特］，符号为V；
——通过线圈的电流有效值，单位是安［培］，符号为A；
——电感的电抗，简称感抗，单位是欧［姆］，符号为Ω。
在纯电感电路中，电压、电流的最大值也服从欧姆定律
的自感电动势对交变电流的反抗作用。
(2)在纯电感电路中，电感两端的电压uL超前电流 ，线圈两端的电压为
注意：无功功率中“无功”的含义是“交换”而不是“消耗”，它是相对于“有功”而言的。
决不可把“无功”理解为“无用”。它实质上是表明电路中能量交换的最大速率。
知识点精讲
某线圈忽略其电阻不计，接在u=220 2sin（314t+30°）V的工频交流电源上，已知线圈的电
正弦交流电路
考纲解读
一、最新考纲要求
1.掌握纯电感电路电感元件电压与电流关系及相量图；
2.掌握感抗、有功功率与无功功率的计算。
二、考点解读
必考点：纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图、相量图表示；感抗、有功
功率与无功功率的计算。
重难点：纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图、相量图表示；感抗、无功
电路的有功功率P=0，无功功率 =UI=220×1=220Var。
电压与电流的相量图如图5-4-4所示。
知识点精讲
在L=1H的电感元件上，通过的直流电流I=0.5A，则L两端的电压为 0 V。
【解析】因为直流电流频率f=0，所以感抗 = =2πfL=0，故U= I=0。
功率的物理含义。
知识清单
1.纯电感电路电压与电流数量、相位关系
(1)电压与电流有效值之间服从欧姆定律
=
式中
——电感线圈两端的电压有效值，单位是伏［特］，符号为V；
——通过线圈的电流有效值，单位是安［培］，符号为A；
——电感的电抗，简称感抗，单位是欧［姆］，符号为Ω。
在纯电感电路中，电压、电流的最大值也服从欧姆定律
的自感电动势对交变电流的反抗作用。
(2)在纯电感电路中，电感两端的电压uL超前电流 ，线圈两端的电压为
纯电感电路
正弦交流电路>>> 纯电感电路
1.1 电感线圈与电感
1．电感线圈 由导线绕制而成的线圈就是电感线圈，也称为电感器。在电路中常与电容器构成选频回路完成调谐 选频（如收音机选台等）功能。电感器是一种储存磁场能量的元件，能把电能转换成磁场能储存起来。 电感器可分为空心和铁心两大类。常见电感器如图所示。
常见电感器
正弦交流电路>>> 纯电感电路
绕在非铁磁性材料做成的骨架上的线圈称为空心电感器（也叫做线性电感器），这类电感器通常绕 制在陶瓷或酚醛树脂上，在高频下使用性能优良，适用于通信产品中，其符号如图（a）所示；铁氧体和 铁粉铁心用于制成电感量高达200mH的电感器，含有铁心的电感器符号如图（b）所示。实际电感器是 由导线绕制而成，存在电阻，因此，实际电感器可以用图（c）来等效。
正弦交流电路>>> 纯电感电路
振幅为UI，其波形图如图所示。
纯电感电路瞬时功率
2．电感电路的平均功率 当电压和电流同时为正或同时为负时，功率为正；当电压和电流一正一负时，功率为负。纯 电感电路中平均功率为零，即
正弦交流电路>>> 纯电感电路
当瞬时功率为正时，电感从电源中取用能量，相当于电源的负载；当瞬时功率为负时，电感 向电路释放能量，相当于一个电源。因此，电感元件只与电源交换能量，而不消耗能量，所以电 感元件又称为储能元件。
3．电感电路的无功功率 为了表示电感与电源之间能量交换的大小，引入了无功功率的概念。把单位时间内能量转换 的最大值（瞬时功率的最大值），即电感电路中电压与电流的有效值之积，称为无功功率，用符 号 表示，即
电感器的电路符号
2．电感 线圈中通过电流时，就会产生磁通，与线圈交链的总磁通称为磁链；线圈中电流的大小发生变化， 穿过线圈的磁链也会相应发生变化，线圈中便会产生感应电动势。这种由于流过线圈本身电流变化引起 的电磁感应现象称为自感现象。这个感应电动势称为自感电动势。
1.1 电感线圈与电感
1．电感线圈 由导线绕制而成的线圈就是电感线圈，也称为电感器。在电路中常与电容器构成选频回路完成调谐 选频（如收音机选台等）功能。电感器是一种储存磁场能量的元件，能把电能转换成磁场能储存起来。 电感器可分为空心和铁心两大类。常见电感器如图所示。
常见电感器
正弦交流电路>>> 纯电感电路
绕在非铁磁性材料做成的骨架上的线圈称为空心电感器（也叫做线性电感器），这类电感器通常绕 制在陶瓷或酚醛树脂上，在高频下使用性能优良，适用于通信产品中，其符号如图（a）所示；铁氧体和 铁粉铁心用于制成电感量高达200mH的电感器，含有铁心的电感器符号如图（b）所示。实际电感器是 由导线绕制而成，存在电阻，因此，实际电感器可以用图（c）来等效。
正弦交流电路>>> 纯电感电路
振幅为UI，其波形图如图所示。
纯电感电路瞬时功率
2．电感电路的平均功率 当电压和电流同时为正或同时为负时，功率为正；当电压和电流一正一负时，功率为负。纯 电感电路中平均功率为零，即
正弦交流电路>>> 纯电感电路
当瞬时功率为正时，电感从电源中取用能量，相当于电源的负载；当瞬时功率为负时，电感 向电路释放能量，相当于一个电源。因此，电感元件只与电源交换能量，而不消耗能量，所以电 感元件又称为储能元件。
3．电感电路的无功功率 为了表示电感与电源之间能量交换的大小，引入了无功功率的概念。把单位时间内能量转换 的最大值（瞬时功率的最大值），即电感电路中电压与电流的有效值之积，称为无功功率，用符 号 表示，即
电感器的电路符号
2．电感 线圈中通过电流时，就会产生磁通，与线圈交链的总磁通称为磁链；线圈中电流的大小发生变化， 穿过线圈的磁链也会相应发生变化，线圈中便会产生感应电动势。这种由于流过线圈本身电流变化引起 的电磁感应现象称为自感现象。这个感应电动势称为自感电动势。
纯电感电路
纯电感电路
认识电感元件：
一、定义
只含有电感元件的交流电路 叫做纯电感电路。 注：对直流电的阻碍作用为0。
二、电感对交流电的阻碍作用
1．感抗的概念 反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗，用符号 XL表示，它的单位也是Ω 。 2．感抗的因素 纯电感电路中通过正弦交流电流的时候，所呈现的感抗为： XL=L=2fL
小结：
1.纯电感电路的含义； 2.纯电感电路的相位关系、相量图； 3.纯电感电路的功率求解。
作业：书P107计算题2
例:已知一电感L = 80 mH，外加电压uL = 50 sin(314t 65) V。试求：(1) 感抗XL ; (2) 电感中的电流IL，(3) 电流瞬时值iL。
解： (1) 电路中的感抗为 XL = L = 314 0.08 25 (2) U L 50 IL 2A X L 25 (3) 电感电流iL比电压uL滞后90° 则
2、相位关系
电感电压比电流超前90(或 /2)，即电感电流比 电压滞后90。
3、瞬时值关系
设加在电感L上的正弦交流电压瞬时值为u = Umsin( t+φ u)，则通过该电阻的电流瞬时值为i = Um/XLsin( t+φ I-90)
4、电压、电流的相量关系
U U u X L u i X L 90 jX L I i I
iL 2 2 sin(314t 25 ) A
四、电感元t
2．有功功率P
P=0
在电感和电源之间进行着可逆的能量交换而不 消耗能量，所以，有功功率为零。
3．无功功率
瞬时功率的最大值，也叫无功功率。它表示电 感线圈与电源之间能量交换的最大值，用符号QL表 示，即：QL=ULI 单位：乏 （var） 千乏（Kvar）
认识电感元件：
一、定义
只含有电感元件的交流电路 叫做纯电感电路。 注：对直流电的阻碍作用为0。
二、电感对交流电的阻碍作用
1．感抗的概念 反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗，用符号 XL表示，它的单位也是Ω 。 2．感抗的因素 纯电感电路中通过正弦交流电流的时候，所呈现的感抗为： XL=L=2fL
小结：
1.纯电感电路的含义； 2.纯电感电路的相位关系、相量图； 3.纯电感电路的功率求解。
作业：书P107计算题2
例:已知一电感L = 80 mH，外加电压uL = 50 sin(314t 65) V。试求：(1) 感抗XL ; (2) 电感中的电流IL，(3) 电流瞬时值iL。
解： (1) 电路中的感抗为 XL = L = 314 0.08 25 (2) U L 50 IL 2A X L 25 (3) 电感电流iL比电压uL滞后90° 则
2、相位关系
电感电压比电流超前90(或 /2)，即电感电流比 电压滞后90。
3、瞬时值关系
设加在电感L上的正弦交流电压瞬时值为u = Umsin( t+φ u)，则通过该电阻的电流瞬时值为i = Um/XLsin( t+φ I-90)
4、电压、电流的相量关系
U U u X L u i X L 90 jX L I i I
iL 2 2 sin(314t 25 ) A
四、电感元t
2．有功功率P
P=0
在电感和电源之间进行着可逆的能量交换而不 消耗能量，所以，有功功率为零。
3．无功功率
瞬时功率的最大值，也叫无功功率。它表示电 感线圈与电源之间能量交换的最大值，用符号QL表 示，即：QL=ULI 单位：乏 （var） 千乏（Kvar）
3.2.2纯电感电路
§3.2.2 纯电感电路
电感元件
• 复习： • 1.电感现象的定义 • 由于通过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现
象称为自感现象，又称电感现象。
• 2.电感器 • 凡是产生电感作用的元件统称为电感器，一般的电感器
由线圈构成，所以又称电感线圈。
• 3.电感量 • 不同的线圈通过相同的电流产生的自感电动势不同，表
二、纯电感电路
总 结
实验一：接通交流电源时灯的亮度明显变暗，表明电感对直流电
和交流电的阻碍作用不同相，对于直流电，起阻碍作用 的只是线圈的电阻；对于交流电，除了线圈的电阻外， 电感也起阻碍作用。
实验二：
（1）当输入端加低频交流电时，可以观察电压表与 电流表指针摆动步调不一致，表明电感两端电压和流 过电容的电流是不同相的。 （2）电压表读数（交流电压有效值）与电流表读数 （交流电流有效值）成正比。
二、纯电感电路
（1）感抗
X L L 2πfL
对于交流电，频率越高，则XL越大； 频率越低，则XL越小。 对直流电，由于f=0，则XL=0，电感相当于短路。 因此，电感线圈有 “通直流、阻交流，通低频、阻高频”的特性。
二、纯电感电路
（2）电流与电压数值关系
U Lm XL
Im
UL I XL
交流电路中，纯电感端 电压和流过它的电流有效值、 最大值之间符合欧姆定律 ， 但瞬时值之间不符合欧姆定律
二、纯电感电路
（3）相位关系
设电感线圈中通过的电流为 则：
i 2I sin t
π u L 2U L sin(t ) 2
纯电感电路中电压与电流的相位关系
二、纯电感电路 3．电路的功率
（1）瞬时功率
π t ) 2 I sint p L u L i 2U L sin( 2
电感元件
• 复习： • 1.电感现象的定义 • 由于通过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现
象称为自感现象，又称电感现象。
• 2.电感器 • 凡是产生电感作用的元件统称为电感器，一般的电感器
由线圈构成，所以又称电感线圈。
• 3.电感量 • 不同的线圈通过相同的电流产生的自感电动势不同，表
二、纯电感电路
总 结
实验一：接通交流电源时灯的亮度明显变暗，表明电感对直流电
和交流电的阻碍作用不同相，对于直流电，起阻碍作用 的只是线圈的电阻；对于交流电，除了线圈的电阻外， 电感也起阻碍作用。
实验二：
（1）当输入端加低频交流电时，可以观察电压表与 电流表指针摆动步调不一致，表明电感两端电压和流 过电容的电流是不同相的。 （2）电压表读数（交流电压有效值）与电流表读数 （交流电流有效值）成正比。
二、纯电感电路
（1）感抗
X L L 2πfL
对于交流电，频率越高，则XL越大； 频率越低，则XL越小。 对直流电，由于f=0，则XL=0，电感相当于短路。 因此，电感线圈有 “通直流、阻交流，通低频、阻高频”的特性。
二、纯电感电路
（2）电流与电压数值关系
U Lm XL
Im
UL I XL
交流电路中，纯电感端 电压和流过它的电流有效值、 最大值之间符合欧姆定律 ， 但瞬时值之间不符合欧姆定律
二、纯电感电路
（3）相位关系
设电感线圈中通过的电流为 则：
i 2I sin t
π u L 2U L sin(t ) 2
纯电感电路中电压与电流的相位关系
二、纯电感电路 3．电路的功率
（1）瞬时功率
π t ) 2 I sint p L u L i 2U L sin( 2
纯电感交流电路(共10张PPT)
单的概括为
、
、
。因此，电感
也被称为低通元件。
•
、
和
三类。
• 4.在纯电感电路中，电流与电压的欧姆定律表达
式为
。
• 5.什么是无功功率？
• 6无功功率有哪些具体的应用？
第三页，共10页。
小组分工
题目
1
2
3
4
展示
1组
2组
3组
4组
点评
4组
3组
2组
1组
第四页，共10页。
合作探究，交流碰撞
• 1．解释课本64页图3-19中所示的内容。 6无功功率有哪些具体的应用？
1．解释课本64页图3-19中所示的内容。
• 2. 一个1H的电感线圈，电阻可以忽略不计。 情感和价值观：激情投入课堂每一分钟，体验学习的快乐。
因此，电感也被称为低通元件。
• （1）先将它接在220V、50Hz的交流电源上，试 3．纯电感电路中U/I=XL,Um/Im=XL,为什么u/i不等于XL？
u=220sin(314t+60°)V的电源上，试求：
• 线圈的感抗；
• 电流的大小；
• 电路的无功功率；
第九页，共10页。
• 本节课到此结束，谢 谢大家！
第十页，共10页。
纯电感交流电路
第一页，共10页。
学习目标
• 知识点：电压与电流的相位、数量关系。 • 过程与方法：自主学习，积极讨论，踊跃
展示。 • 情感和价值观：激情投入课堂每一分钟，
体验学习的快乐。
第二页，共10页。
知识点梳理
• 1. 什么是感抗？其计算公式是什么呢？
• 2.纯电感电路中，电感对交流电的阻碍作用，可以简
纯电感电路
p<0
p<0
2. 平均功率（有功功率）P
P=0，电感元件不耗能。 3. 无功功率Q
U Q ULI I X L XL
2
2
Q反映了电感元件与电源之间能量交换的规模。
问题与讨论 1. 电源电压不变，当电路的频率变化时， 通过电感元件的电流发生变化吗？
f 变化时XL随之变化，导致电流i 变化。
电感元件的交流电路
1. 电压与电流的关系 di 基本关系式： u e L L
i
+
设： i 2 I sin ω t
dt
u
d( I msinω t ) uL dt 2 Iω L sin(ω t 90)
u i
-
e L L +
-
2 U sin( ω t 90)
u
i
90
O
u i
o
+
i
可逆的能量 转换过程
p o
u -
u
+
i
u
+
i
u -
+
i
结论： 纯电感不消 ωt 耗能量，只与 电源之间进行 能量交换（能 量的吞吐)。
+ p <0 + p <0
p >0 p >0
电感L是储 ωt 能元件。
储能 放能 储能 放能
(3) 无功功率 Q 用以衡量电感电路中能量交换的规模。用瞬时功率 达到的最大值表征，即
p i u Um I m sinω t sin( ω t 90) Um Im U m I m sin ω t cos ω t sin 2 ω t 2
1 T P p dt T o 1 T UI si n (2ω t ) dt 0 T o
中职教育-《电工基础》课件：第五章第三节 单一参数的交流电路(电子工业出版社).ppt
iR uiRRuURRm sUinmst inIRmtsint
R
R
• 上式表明，在正弦电压的作用下，电阻 中通过的电流也是一个同频率的正弦交流 电流，且与加在电阻两端的电压同相位。
• 电阻元件上的电压、电流最大值，有效 值之间的数量关系为
I Rm
U Rm R
IR
UR R
2、电路的功率
• 在任一瞬间，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，称为电阻获取的 瞬时功率，用PR表示，即
• 理论和实验证明：电容器感抗的大小 与所加信号频率成反比，与电容器的电容 成反比。用公式表示为
Xc
1
C
1
2fC
• 电容对交流电的阻碍作用，可以简单 概括为通交流，阻直流；通高频，阻低频。 因此，电感也被称为高通元件。
2、电流与电压的关系
理论分析证明：电流比电压超前90º， 即电压比电流滞后90º。
• 在纯电容交流电路中，电流与电压成 正比，与容抗成反比，即
IC
UC XC
• 容抗只是电压与电流最大值或有效值 的比值，而不是电压与电流瞬时值的比值， 因为u和i的相位不同。
2、电路的功率 • 电容元件上的瞬时功率等于电压瞬时 值与电流瞬时值的乘积，即
•
• 可见，电感的瞬时功率是以2倍于电压（或电 流）的频率关系按正弦规率变化。
• 交流电第二、四个四分之一周期，电压与电流方 向非关联，瞬时功率为负值，说明电感又将磁场 能转换为电能回馈给电源。
• 瞬时功率在一个周期内吸收的能量与释放的能量 相等。也就是说纯电感电路不消耗能量，它是一 种储能元件。
• 通常用瞬时功率的最大值来反映电感与电源 之间转换能量的规模，称为无功功率，用QL表示， 单位名称是乏，符号为Var，其计算式为
纯电感电路及LC、RL电路详解电子线路
阻抗
在RL电路中，阻抗由电阻和感抗组成，感抗的大 小与频率有关。
RL正弦波振荡器
原理
RL正弦波振荡器利用RL电路的阻抗特性和正反馈放大器来产生振 荡。
组成
由放大器、反馈网络（由电阻和电感组成）和输出网络组成。
振荡条件
要产生振荡，需要满足一定的相位和幅度条件。
RL电路的应用
1 2
音频信号处理
用于音频信号的放大和处理，如扬声器系统。
LC滤波器广泛应用于信号处理、音频 设备、通信系统等领域。
工作原理
LC滤波器利用电感和电容的阻抗特性， 对不同频率的信号进行选择性的传输 或抑制，从而实现信号的滤波。
03 RL电路
定义与工作原理
定义
RL电路是由电阻和电感组成的线性电路。
工作原理
当电流通过电阻和电感时，会产生电压降。在交 流电下，电流和电压的相位差取决于频率。
电子线路的调试技巧
单点调试
逐个检查电路中的元件 和连接点，确保它们正
常工作。
整体调试
对整个电路进行测试， 观察整体性能是否符合
要求。
分段调试
将电路分成若干段，分 别进行测试和调试。
模拟调试
使用模拟信号源和负载 进行测试和调试。
电子线路的故障排除
故障定位
通过测试和分析，确定故障发生的位置。
线路检查
05 电子线路的测试与调试
电子线路的测试方法
电压测试法
通过测量电路中关键点的电压 值，判断电路是否正常工作。
电流测试法
测量电路中关键点的电流值， 判断电路是否正常工作。
电阻测试法
测量电路中关键点的电阻值， 判断电路是否正常工作。
波形测试法
使用示波器观察电路输出波形 的形状、幅度和频率等参数，
在RL电路中，阻抗由电阻和感抗组成，感抗的大 小与频率有关。
RL正弦波振荡器
原理
RL正弦波振荡器利用RL电路的阻抗特性和正反馈放大器来产生振 荡。
组成
由放大器、反馈网络（由电阻和电感组成）和输出网络组成。
振荡条件
要产生振荡，需要满足一定的相位和幅度条件。
RL电路的应用
1 2
音频信号处理
用于音频信号的放大和处理，如扬声器系统。
LC滤波器广泛应用于信号处理、音频 设备、通信系统等领域。
工作原理
LC滤波器利用电感和电容的阻抗特性， 对不同频率的信号进行选择性的传输 或抑制，从而实现信号的滤波。
03 RL电路
定义与工作原理
定义
RL电路是由电阻和电感组成的线性电路。
工作原理
当电流通过电阻和电感时，会产生电压降。在交 流电下，电流和电压的相位差取决于频率。
电子线路的调试技巧
单点调试
逐个检查电路中的元件 和连接点，确保它们正
常工作。
整体调试
对整个电路进行测试， 观察整体性能是否符合
要求。
分段调试
将电路分成若干段，分 别进行测试和调试。
模拟调试
使用模拟信号源和负载 进行测试和调试。
电子线路的故障排除
故障定位
通过测试和分析，确定故障发生的位置。
线路检查
05 电子线路的测试与调试
电子线路的测试方法
电压测试法
通过测量电路中关键点的电压 值，判断电路是否正常工作。
电流测试法
测量电路中关键点的电流值， 判断电路是否正常工作。
电阻测试法
测量电路中关键点的电阻值， 判断电路是否正常工作。
波形测试法
使用示波器观察电路输出波形 的形状、幅度和频率等参数，
第四节 电阻、电感、电容的串联电路课件
U 220 I 4.4 A Z 50
X L XC 140 100 (2) arctan arctan 53.1 R 30
总电压比电流超前53.1,电路呈电感性。
(3) UR = RI = 30*44=132 V UL = X LI = 140*44=616 V UC = X CI = 100*44=440 V 本例题中电感电压、电容电压都比电源电压大，这说明在 交流电路中各元件上的电压可以比总电压大，这是交流电 路与直流电路特性不同之处。由上题也可得出在交流电路 中总电压大小不等于各元件电压之和,即
U I R
u i XL
U I XL
u i XC
I
U XC
电路名称
频率 电 流 与 电 压 的 关 系
相同
相同
相同
相位
将R、L、C串 联起来， 构成RLC 串联电路， 则性质如 何？
数量
u i R
U I R
i
u U I XL XL
i
u U I XC XC
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讲授新课
§8－4 电阻、电感、电容的串联电路
电路 名称
频率
电 流 与 电 压 的 关 系
纯电阻交流 电路
相同
纯电感交流 电路
相同
纯电容交流 电路
相同
RLC串联交流 电路
相同
相位
u 数量 i R
U I R
u I U i XL XL
u U i I XC XC
u uR uL uC
U U R U L UC
返回
1．如图3-5所示电路中，电流I等于（A ）。 A．5A B．1A C．0A 2．白炽灯与电容器组成的电路如图3-6所示，由交流电源 供电，如果交流电的频率减小，则电容器的（ C ）。 A．电容增大 B．电容减小 C．容抗增大 D．容抗减小
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21
课堂小结：
1、 感抗 XL=ωL=2πfL 2、电压与电流的关系
数量关系
3、功率
相位关系
2021
22
作业：
1、在纯电感正弦电路中，电压与电流
的相位关系是 ，相位差为 ；
2、直流电路中，纯电感相当于 ；
感抗表示线圈对 所呈现的阻碍作用
。
3、纯电感电路中，当交流电源的频率
增大时，则感抗
；
4、P66 第 2题；
2021
3
一、纯电感电路
定义：在交流电路中，如果用电感线圈作负载，且这 些线圈的内阻忽略不计，那么这个电路称为纯电感电 路。
i
＋
_
u
eL L
_
＋
2021
4
实验探究一
要求：分别把小灯泡接入 交流、直流电路（直流电 压与交流电压的有效值相 等），观察小灯泡亮度情 况，思考电感对直流电交 流电的阻碍作用。
吸收电能; 送出能量; 吸收电能; 送出能量;
储存磁能; 释放磁能; 储存磁能; 释放磁能;
p >0
p<0
p >0
p<0
2021
电感元件上只有 能量交换而不耗 能，为储能元件
ωt
在一个周期内，L吸收的电 能等于它释放的磁场能。
15
(2)有功功率
PL=0 即电感不消耗电能。
2021
16
(3)无功功率：瞬时功率的最大值称为无功功率，用符号Q表示：
QL
ULI
I
2XL
U2 XL
单位：var（乏）（此外常用的还有kvar）。
问题与讨论
能从字面上把无功功率理解为无用之功吗？
2021
17
技术与应用 technology&apply
趋肤效应：交流电通过导体时，各 部分的电流密度不均匀，导体内部 电流密度小，导体表面电流密度大， 这种现象称为趋肤效应。
纯电感电路
2021
1
Learning Target
学
习 目
01 认 识 纯 电 感 电 路 ， 了 解 电 感 对
标
交流电的阻碍作用。
02 理解感抗的物理意义，会计算 感抗。
01 掌 握 纯 电 感 电 路 中 电 流 与 电 压 的关系。
02 了解瞬时功率、有功功率和无 功功率。
2021
2
1
纯电感电路
I UL XL
最大值关系 有效值关系
2021
12
2.相位关系：电压比电流超前90o
设：i 2 I sin ω t
则 u 2 U sin( ω t 90)
i (u) u
O
i ωt
2021
13
4
电路的功率
2021
14
四、电路的功率
（1）瞬时功率 p:等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积。
i
u
u i 同向, u i 反向, u i 同向, u i 反向,
2021
18
例：若把电感为10mH的线圈接到u＝141sin（100πt+ ）
V的电源上，试求：（1）线圈中电流的有效值；（62）写出
电流瞬时值表达式；（3）无功功率。
2021
19
2021
20
一个电感量为318.5mH的纯电感线圈接到 求：（1）流过线圈的电流（2）电路的无功功率
电源上，
2021
2021
5
现象与结论
现象：接交流电源时，灯的亮度明显变暗。 结论：电感对直流电和交流电的阻碍作用不同。
2021
6
2
感抗
2021
7
二、感抗
电感对交流电的阻碍作用。
X 2fL L L
单位：Ω
由上式可知，f越高，XL越大，f越低，XL越小。 对直流电，电感相当于短路。因此，电感线圈有
“通直流，阻交流、通低频、阻高频”的特性。
5、P82. 第4题。
2021
23
本节课内容全部结束
2021
24
2021
8
实验探究二
电感元件电压电流的关系
2021
9
现象与结论
现象： 输入低频交流电时，电压表与电流表指针摆动步调不一致。 结论：（1）电感两端电压与流过电感的电流不同相。
（2）电压表读数与电流表读数成正比。
2021
10
3
电流与电压的关系
2021
11
三、电流与电压的关系
1.数值关系
I ULm m XL