RLC串联电路27583ppt课件
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《RLC串联电路》课件
仿真软件
Multisim、Simulink等电路仿真 软件，用于模拟RLC串联电路的 行为。
分析仿真结果
根据仿真结果，分析RLC串联电 路的特性和规律，并与实验结果 进行比较。
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《rlc串联电路》ppt 课件
目录
• RLC串联电路概述 • RLC串联电路的响应特性 • RLC串联电路的阻抗特性 • RLC串联电路的应用 • RLC串联电路的实验与仿真
01
RLC串联电路概述
定义与组成
总结词
RLC串联电路是由电阻（R）、电感（L）和电容（C） 三个元件串联而成的电路。
详细描述
02
RLC串联电路的响的输出从零开 始变化到最终稳态值的过程。
02 描述
瞬态响应是RLC串联电路对突然变化的输入信号 的即时反应，包括电流和电压的超调和振荡。
03 影响因素
电路的阻尼比、激励信号的大小和类型等。
稳态响应
01 定义
在足够长的时间后，电路的输出达到一个稳定状 态，此时的响应称为稳态响应。
RLC串联电路可以作为振荡器的一部分，用于产生特定频率 的交流信号。
详细描述
在振荡器设计中，RLC串联电路通常与放大器配合使用，通 过正反馈和选频网络的作用，产生特定频率的振荡信号。这 种振荡器广泛应用于信号源、测量仪器和电子仪器等领域。
05
RLC串联电路的实验与仿真
实验设备与器材
电源
为电路提供稳定的直流或交流电源。
电路的阻尼比、激励信号 的频率和幅度等。
03
RLC串联电路的阻抗特性
阻抗的定义与计算
阻抗的定义
阻抗是描述电路中阻碍电流通过的物理量，由电 阻、电感和电容共同决定。
RLC串联电路介绍课件
理解RLC串联电 路的物理原理
实验步骤和结果分析
准备实验器材：RLC 串联电路、信号发生 器、示波器等
01
连接实验电路：按照 实验要求连接RLC串 联电路
02
输入信号：使用信号 发生器输入正弦信号
03
06
总结实验结论：根据 实验结果总结RLC串 联电路的特性和规律， 为后续仿真和设计提 供依据
05
零状态响应的求解需要使 用拉普拉斯变换
零状态响应的求解可以帮 助我们分析电路的瞬态响
应特性
全响应
01
零输入响应：电路在零输入 条件下的响应
03
完全响应：电路在任意输入 和任意初始条件下的响应
05
稳态响应：电路在稳态条件 下的响应
02
零状态响应：电路在零状态 条件下的响应
04
瞬态响应：电路在瞬态条件 下的响应
网孔电流法：通过网孔电流方程求解电路中 的电压和电流
叠加定理：将电路中的电压源和电流源分解 为直流和交流两部分，分别求解后再叠加
戴维南定理：将电路中的电压源和电流源等 效为电压源和电阻，简化电路分析
零输入响应
01
零输入响应是指电路在无输 入信号的情况下的响应特性
03
稳态响应是指电路在无输入 信号的情况下，输出信号随 时间的变化情况
信号分析、信号合成、信号检测等
03
RLC串联电路在通信系统中的应用：用于
信号传输、信号处理、信号调制解调等
04
RLC串联电路在电子设备中的应用：用于
信号处理、信号放大、信号滤波等
实验目的和原理
01
02
Hale Waihona Puke 0304验证RLC串联电 路的谐振特性
RLC串联电路课件
Q0
QL
ULI
I2XL
U
2 L
XL
i u XC
I U XC
P0
QC
UI
I2XC
U2 XC
第三章 单相交流电路
• 纯电阻电路电压、电流（数量、相位）关系?
• 纯电感电路电压、电流（数量、相位）关系?
• 纯电容电路电压、电流（数量、相位）关系?
ui
i
ui
ωt
i
ωt
u (a)
u
u ii
(b)
ωt
u
(c)
复习：纯R、纯L、纯C电路比较
i u I U
R
R
i u I U i u I U
XL
XL
XC
XC
P UI I 2R U 2 R
P0
QL U L I I 2 X L
Q0
QL
U
2 L
XL
P0
QC UI I 2 X C
QC
U2 XC
第三章 单相交流电路
将R、L、C 串联起来， 构成
RLC串联电 路，则性 质怎样？
与电流 i 同相，称电路呈电阻性，电路状态称为谐振状态。
【例】 在 RLC 串联电路中，交流电源电压 U = 220 V，频率 f = 50 Hz，R = 30 ，L = 445 mH，C = 32 F。试求：
(1) 电路中旳电流大小 I ; (2) 各元件上旳电压 UR、UL、UC (3) 总电压与电流旳相位差 ； 。
1
解：(1) XL = 2fL 140 ，XC =2fC 100 ，
则: Z R2 ( X L X C )2 50 Ω
则:
I U Z
汽车电工电子技术课件 任务3RLC串联电路
，即该电路中
图2.7 RLC串联电路（感性）相量图
2.3.2 RLC串联谐振电路
由前述可知，在正弦电源的作用下，RLC串联电路出现了端口电压与端口电流同相的现象，电路呈电阻
性，通常把此时电路的工作状态称为串联谐振。
1. 谐振频率
因谐振X时L X C
，因此调节
、L、C三个参数中的任意一个，都能使电路产生谐振，把这种调
2.3 RLC串联电路
演讲人
2.3.1 RLC串联电路的分析
图2.5 RLC串联电路
在实际电路中，大部分电工设备可以看成至少 两种单一元件的组合，RLC串联电路就是其中一种 代表性的电路，例如日光灯电路就可等效成为一个 RL串联电路，相当于是RLC串联电路的一个特例。 RLC串联电路如图2.5所示，RLC串联电路的电压电 流满足以下关系。
其他单位不得低于0.9。但是目前生产中广泛使用的负载大多数是感性负载，功率因数偏低，如交流异
步电动机的功率因数约为0.7左右，日光灯的功率因数约为0.5左右，这些都不符合规定，所以要采取
措施提高功率因数。
2.3.3 单相交流电路的功率
图2.10 功率因数的提高
（2）提高功率因数的措施
提高感性负载功率因数的最简单方法就是给感性负载并联一个
节过程称为调谐。将电路谐振时的角频率称为谐振角频率，用0
表示，对应频f率0 叫谐振频率，则谐
振角频率为0
1 LC
所以谐振频率
f0
为：
f0
2
1 LC
可见，谐振频率 f 0 只与电路的L和C参数有关，而与电阻无关。
2.3.2 RLC串联谐振电路
2. 串联谐振的特点
（1）串联谐振时电路阻抗值最小， Z R2 (X L X C )2 R
《rlc串联谐振》课件
电力电子
逆变器
在电力电子中，逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，RLC串联谐振电路可以作为逆变器中的 滤波器，实现对输出交流电的滤波和整形，提高逆变器的性能和稳定性。
电机控制
电机控制是电力电子中的重要应用之一，RLC串联谐振电路可以用于电机控制中，通过调节电路的参 数，实现对电机转矩和转速的控制，提高电机的运行效率和稳定性。
04
RLC串联谐振的实验研究
实验设备与环境
实验设备
RLC串联电路、信号发生器、示波器、万 用表。
VS
环境要求
实验室环境，确保电源稳定，避免外界干 扰。
实验方法与步骤
01
连接RLC串联电路，确 保连接正确无误。
02
03
将信号发生器接入电路 ，调整信号频率，观察 示波器上的波形变化。
使用万用表测量各点的 电压和电流，记录数据 。
滤波器设计
利用RLC串联谐振的特性，可以设计 出各种滤波器，实现对信号的筛选和 处理，有效抑制噪声和干扰。
无线通信
发射机调谐
在无线通信中，发射机需要将信号传输到特定的频段，RLC串联谐振电路可以作为调谐器，对发射机输出的信号 进行频率选择和匹配，确保信号能够高效地传输出去。
接收机选频
在无线通信中，接收机需要从众多信号中选出需要的信号，RLC串联谐振电路可以作为选频器，对接收到的信号 进行筛选和过滤，提高接收机的灵敏度和选择性。
04
调整信号频率，重复上 述步骤，直至完成所有 实验数据采集。
实验结果与分析
01
02
03
04
观察示波器上的波形，记录不 同频率下的波形变化。
分析实验数据，得出RLC串联 电路的谐振频率和品质因数。
RLC串联谐振电路应用ppt课件
3、电抗器并联时适合做长电缆，电抗器单台 使用或者串联时适合做短电缆。
10
举例试验
在作该类试验前应先了解试品情况并进行简单 估算，以免现场试验时不能谐振或烧毁试验设备。
例如：对YJV;6/10kV；3×150mm²；2kM电缆 进行交接耐压试验。
经查阅该电缆详细参数： C=0.358μF/km； U试=2U0=12kV； C=0.358μF/km×2=0.716μF
根据电缆规格长度计算试品电容C（μF）。
应考虑试验电流是否在电抗器及励磁变承受范围内。
I试
U试 1
2f0CU试
w0C
9
试验原则
作试验时应遵循以下几项原则来估算试验频率 和试验电流：
1、谐振在较低频率时，试验电流（I=2πfCU） 较小。
2、电抗器并联，电感量减小，耐压不变；电 抗器串联，电感量增大，耐压值升高。
0 2π LC
式
子说明，RLC串联电路谐振时w0（或f0）仅取决于电
路参数L和C，当L、C一定时，w0（或f0）也随之而
定的R、L、C串联电路，当电源角频率等
于电路的固有频率时，电路发生谐振。若电源频率
w一定，要使电路谐振，可以通过改变电路参数L或
C，以改变电路的固有频率w0使w=w0时电路谐振。 调节L或C使电路发生谐振的过程称为谐振。
3
串联谐振产生的条件
串联谐振电路由电感线圈和电容器串联组成，其 电路模型如右图，其中，R和L分别为线圈
的电阻和电感，C为电容器的电容。在角频率
为w的正弦电压作用下，该电路的复阻抗为：
ZRj（ w-lw 1） cRj（ XL-XL） RjX
Zz
R2X2arcX tg R
式中，感抗XL=wl,容抗XC=1/wc,电抗X=XL-XC、
10
举例试验
在作该类试验前应先了解试品情况并进行简单 估算，以免现场试验时不能谐振或烧毁试验设备。
例如：对YJV;6/10kV；3×150mm²；2kM电缆 进行交接耐压试验。
经查阅该电缆详细参数： C=0.358μF/km； U试=2U0=12kV； C=0.358μF/km×2=0.716μF
根据电缆规格长度计算试品电容C（μF）。
应考虑试验电流是否在电抗器及励磁变承受范围内。
I试
U试 1
2f0CU试
w0C
9
试验原则
作试验时应遵循以下几项原则来估算试验频率 和试验电流：
1、谐振在较低频率时，试验电流（I=2πfCU） 较小。
2、电抗器并联，电感量减小，耐压不变；电 抗器串联，电感量增大，耐压值升高。
0 2π LC
式
子说明，RLC串联电路谐振时w0（或f0）仅取决于电
路参数L和C，当L、C一定时，w0（或f0）也随之而
定的R、L、C串联电路，当电源角频率等
于电路的固有频率时，电路发生谐振。若电源频率
w一定，要使电路谐振，可以通过改变电路参数L或
C，以改变电路的固有频率w0使w=w0时电路谐振。 调节L或C使电路发生谐振的过程称为谐振。
3
串联谐振产生的条件
串联谐振电路由电感线圈和电容器串联组成，其 电路模型如右图，其中，R和L分别为线圈
的电阻和电感，C为电容器的电容。在角频率
为w的正弦电压作用下，该电路的复阻抗为：
ZRj（ w-lw 1） cRj（ XL-XL） RjX
Zz
R2X2arcX tg R
式中，感抗XL=wl,容抗XC=1/wc,电抗X=XL-XC、
《RLC串联电路》课件
电感元件的特点
电感元件的感抗值决定了电路 中通过它的电流和电压的比例， 可以使用基尔霍夫电压定律和 串并联计算方法求解。
电容元件的电容值决定了电路 中通过它的电流和电压的比例， 可以使用基尔霍夫电流定律和 串并联计算方法求解。
RLC串联电路的特点
RLC串联电路具有阻抗和相位角的影响、电流和电压的关系以及相频特性曲线和幅频特性曲线的形状。
1
阻抗和相位角的影响
RLC串联电路中三种元件的阻抗和相
电流和电压的关系
2
位角相互影响，产生并联、串联和谐 振等现象。
RLC串联电路中电流和电压的关系复
杂多样，产生共振、衰减和失真等响
应。
3
相频特性曲线的形状
RLC串联电路中电流和电压的相位差
随频率的变化产生相频特性曲线，具
幅频特性曲线的形状
4
有低通、高通、带通等不同的形状。
3 调节和控制
RLC串联电路被用于机 器人、输出控制和传感 器等工控领域中。
结论
RLC串联电路是电路基础中的重要部分，具有丰富的应用和多种特性。了解RLC电路可以帮助我们更好 地理解和应用电路知识。
电路模型
RLC串联电路模型简单直观， 易于分析和计算。
响应特性
RLC串联电路响应特性丰富 多样，适用于不同的应用和 场合。
《RLC串联电路》PPT课 件
本演示课件包括电路基础知识介绍、电路元件分析和RLC串联电路的特点。
什么是RLC串联电路
RLC串联电路是由电阻、电感和电容三种元件串联组成的电路，是电路基础中的重要部分。
元件的作用和特点
电阻可以调节电路的电流和电压，电感可以滤波和储能，电容可以分频和滤波。
电流和电压的关系
RLC串联电路PPT课件
22 + （4 − 2）2 =2 2Ω， =
12 2
=
=6A，
2 2
=I
=6×4=24V。
等效电路为RLC串联电路，当 = =2Ω时，Z=
2
最大值，L= 2
=314=6.37mH。
=2Ω， = =
12 2
=6
2
2A，此时电流为
的应用。
知识清单
1.RLC串联电路电压间的关系
作出、 、 和 的旋转相量图，如图5-8-1所示。（应用平行四边形法则求解总电压的相量
ሶ
。）
总电压与分电压之间的关系为
=
总电压与电流间的相位差为
2 + ( − )2
−ห้องสมุดไป่ตู้
= arc tan
知识清单
2.RLC串联电路的阻抗
=2Ω，感抗 =4Ω。
用戴维宁定理求电流有效值 和电压有效值 ;
当L变为何值时，电流有效值 为最大值?此时 为多少?
【答案】 =6A， =24V;L=6.37mH，
=62A。
【解析】①断开a、b两点，得到有源二端网络如图5-8-4所示。
知识点精讲
角为
−
= arc tan
= arc tan
知识清单
阻抗角的大小决定于电路参数R、L和C，以及电源频率f，电抗X的值决定电路的性
质。
（1）当 > 时，X＞0， = arc tan > 0，即总电压 超前电流 ，电路呈感性；
（2）当 < 时，X＜0， = arc tan < 0 ，即总电压滞后电流 ，电路呈容性；
RL 、RC串联电路ppt课件
1．视在功率
在交流电路中，额定电压与额定电流的乘积，称为视 在功率，用S表示，单位为伏安（VA）。公式为
S=UI
2．功率三角形
将交流电路表示电压间关系的电 压三角形的各边乘以电流I即成为功率 三角形，如图4-17所示。
由功率三角形可得到P、Q、S三 者之间的关系：
ppt精选版
5
目标2 RC串联电路的分析
一、电路电压间的关系
如图所示为最常见的RC串联电路，由于通过R、C的 电流相同，故以通过电路的正弦电流为参考方向，即
i = Im sin t 则电阻两端的电压为 uR = URm sin t 电容两端的电压为 uC = UCm sin (t-90°)
u = uR uC 与之相对应的电压有效值相量关系为
ppt精选版
11
由相量图 4-18（b）分析表明，并联后 cosφ 大于并 联前 cosφ1 ，即总的电压与电流的相位差由 φ1 减小到 φ ，从而使功率因数提高。对于一定的负载（U、P、cosφ
一定），若将cosφ1 提高到 cosφ ，则并联电容的电容量 为
ppt精选版
12
由功率三角形可知
，因此功率因数又常用 cosφ
表示。功率因数的高低关系到输配电线路、设备的供电能力，
影响电能的有效利用，也影响到其功率损耗,达到节约电能，
降低损耗的目的。
ppt精选版
10
二、提高功率因数的方法
提高功率因数，除改善负载本身的工作状态、设计合 理外，由于实际负载基本都是感性负载，因此常用的方法 是在负载两端并联容量适当的电容器来补偿无功功率，以 提高线路的功率因数，接线如图 4-18（a）所示。
i = Im sin t 则电阻的电压为 uR = URm sin t 电感的电压为 uL = ULm sin (t+90°)
在交流电路中，额定电压与额定电流的乘积，称为视 在功率，用S表示，单位为伏安（VA）。公式为
S=UI
2．功率三角形
将交流电路表示电压间关系的电 压三角形的各边乘以电流I即成为功率 三角形，如图4-17所示。
由功率三角形可得到P、Q、S三 者之间的关系：
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5
目标2 RC串联电路的分析
一、电路电压间的关系
如图所示为最常见的RC串联电路，由于通过R、C的 电流相同，故以通过电路的正弦电流为参考方向，即
i = Im sin t 则电阻两端的电压为 uR = URm sin t 电容两端的电压为 uC = UCm sin (t-90°)
u = uR uC 与之相对应的电压有效值相量关系为
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11
由相量图 4-18（b）分析表明，并联后 cosφ 大于并 联前 cosφ1 ，即总的电压与电流的相位差由 φ1 减小到 φ ，从而使功率因数提高。对于一定的负载（U、P、cosφ
一定），若将cosφ1 提高到 cosφ ，则并联电容的电容量 为
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12
由功率三角形可知
，因此功率因数又常用 cosφ
表示。功率因数的高低关系到输配电线路、设备的供电能力，
影响电能的有效利用，也影响到其功率损耗,达到节约电能，
降低损耗的目的。
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10
二、提高功率因数的方法
提高功率因数，除改善负载本身的工作状态、设计合 理外，由于实际负载基本都是感性负载，因此常用的方法 是在负载两端并联容量适当的电容器来补偿无功功率，以 提高线路的功率因数，接线如图 4-18（a）所示。
i = Im sin t 则电阻的电压为 uR = URm sin t 电感的电压为 uL = ULm sin (t+90°)
《RLC串联的交流电路》课件
《RLC串联的交流电路》
一、电压与电流关系
i
u = uR + uL + uC
R
uL C
Z=R+j(XL－XC) = z∠φ
返回
Z=R+j(XL－XC) = z∠φ 称为阻抗，单位Ω
总电压与电流之间大小关系
U=Iz
相位关系
φ 角为阻抗角,它等于电压与电流之
间的相位差角。
返回
以电流为参考相量画相量图
φ=0
电压与电流同相,电路呈纯阻 性。
返回
例1在、RLC串联交流电路中，R=15Ω，
L=12mH, 电源电压
，
C=5μF,求:⑴电路中的电流i 和各部分电压
uR ,uL ,uC (2)画相量图。
解： XL=ωL =5000×12×10－3Ω =60Ω
XC=1/ωC =1／5000×5×10－6Ω =40Ω
返回
P＝UIcosφ ＝10×20×1W＝200W Q＝ UIsinφ ＝10×20×0＝0var S＝UI＝200VA
返回
例4、已知U=100V, ω=314rad/s,I=IC=IL,电
路消耗功率P＝866W，试求iL、iC、i 。
i iL iC
u
R C
L
解：设u为参考正弦量 ∵ iL+iC = i 且 I= IC=IL 所以İC 、İL和İ 组成等 边三角形 作相量图：
X1
R1
a
解：Z1=jX1+R1=(j10+2)Ω
X2
X3
Z2=jX2=j10Ω
u
Z3=－jX3=－j5Ω
Zab=Z2∥Z3=－10jΩ
b
=10∠－90°Ω
一、电压与电流关系
i
u = uR + uL + uC
R
uL C
Z=R+j(XL－XC) = z∠φ
返回
Z=R+j(XL－XC) = z∠φ 称为阻抗，单位Ω
总电压与电流之间大小关系
U=Iz
相位关系
φ 角为阻抗角,它等于电压与电流之
间的相位差角。
返回
以电流为参考相量画相量图
φ=0
电压与电流同相,电路呈纯阻 性。
返回
例1在、RLC串联交流电路中，R=15Ω，
L=12mH, 电源电压
，
C=5μF,求:⑴电路中的电流i 和各部分电压
uR ,uL ,uC (2)画相量图。
解： XL=ωL =5000×12×10－3Ω =60Ω
XC=1/ωC =1／5000×5×10－6Ω =40Ω
返回
P＝UIcosφ ＝10×20×1W＝200W Q＝ UIsinφ ＝10×20×0＝0var S＝UI＝200VA
返回
例4、已知U=100V, ω=314rad/s,I=IC=IL,电
路消耗功率P＝866W，试求iL、iC、i 。
i iL iC
u
R C
L
解：设u为参考正弦量 ∵ iL+iC = i 且 I= IC=IL 所以İC 、İL和İ 组成等 边三角形 作相量图：
X1
R1
a
解：Z1=jX1+R1=(j10+2)Ω
X2
X3
Z2=jX2=j10Ω
u
Z3=－jX3=－j5Ω
Zab=Z2∥Z3=－10jΩ
b
=10∠－90°Ω
电路设计--RLC串联电路讲解PPT文档23页
电路设计--RLC串联电路讲解
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
RLC串联电路PPT课件
纯电阻
UR = R* I
同相
I=UL/XL 电压超前电流
纯电感
UL = XL* I
90°
I=UC/XC 电压滞后电流
纯电容
UC = XC * I
90°
-
5
串联复阻抗电路的特点 • 电流特点：
• 电压特点：
-
6
探索新知
RLC串联电路：
i
若 i Imsint
uRImRsint
R uR
u
L uL
uLIm X Lsin(t90) uCIm X Csin(t90)
-
23
作业
-
24
初步掌握运用相量图的方法分析计算正弦交流电路研究的方法复习导入复习导入纯电阻纯电感纯电容电路的电压与电流间的大小和相位关系两同频正弦量求和的方法两同频正弦量求和的方法电压与电流同相iulxluliucxcuc电压超前电流90电压滞后电流90关系电路有效值关纯电阻纯电感纯电容?纯电阻纯电感纯电容电路的电压与电流间的大小和相位关系串联复阻抗电路的特点串联复阻抗电路的特点sin90mlsin90mc矢量和端电压与电流间的相位关系
-
19
思考题（一）
在R-L-C串联电路中
？ U U R U L U C I R I X L X C
因为交流物理量除有效值外还有相位。
I
U U RU LU C
R U R
U
L U L
CUBiblioteka CU LUL UC
- U C
U
U R
I
20
正误判断 在Ｒ－Ｌ－Ｃ正弦交流电路中
I
U Z
？
i
u Z
？
C
电路实验-RLC串联电路的暂态ppt课件
选用合适的扫描速率档位和衰减档位，完 整地显示暂态过程。记录一个周期内Uc值。8
（2）改变电阻(电容)值，观测Uc波形，记录一 周期内的Uc值。
（3）选做：观测RL串联电路的暂态过程，记 录一周期内的UR值。
二.RLC串联电路的暂态过程
（4） f=500Hz，C=0.005μF, L=10mH， R=100Ω 在示波器上观测三种阻尼状态。记 录欠阻尼状态图形，记录8到10个顶点坐标。
（5-选做）调节电阻，刚好出现临界阻尼，记 录临界电阻值，继续增大电阻，观测过阻尼 图形。
9
（4）RLC串联电路欠阻尼态测试
信号源和示波器共地。若图像分叉移动 或跳动等，请调“释抑”或“电平”开
10
示波器面板介绍
11
TIME/DIV：0.5 ms/格；V/DIV： 2 V/格
12
数据记录
一．研究不同 值的RC串联电路的暂态过程 C 0.1000F f 500Hz
f=500Hz C=0.005μF L=10mH R=100Ω
TIME/DIV : mS/格；V/DIV: V/格
T （小格）
UC (小格)
记录相邻10-12个顶点坐标！ 14
数据处理
列表，计算出真实电 容的电压大小和时间大小。
作图，分析电容电压大 小和时间的关系，分析图形 特征。
15
注意事项
示波器要选择合适的扫描速率 档位和衰减档位。以显示恰当的波 形。用方波时。DC档要按下。
UC
1
t
E e sin(t )
1 C R2
4L
Байду номын сангаас
2L R
（2）当 R 2 LC 时，为过阻尼状态
UC
（2）改变电阻(电容)值，观测Uc波形，记录一 周期内的Uc值。
（3）选做：观测RL串联电路的暂态过程，记 录一周期内的UR值。
二.RLC串联电路的暂态过程
（4） f=500Hz，C=0.005μF, L=10mH， R=100Ω 在示波器上观测三种阻尼状态。记 录欠阻尼状态图形，记录8到10个顶点坐标。
（5-选做）调节电阻，刚好出现临界阻尼，记 录临界电阻值，继续增大电阻，观测过阻尼 图形。
9
（4）RLC串联电路欠阻尼态测试
信号源和示波器共地。若图像分叉移动 或跳动等，请调“释抑”或“电平”开
10
示波器面板介绍
11
TIME/DIV：0.5 ms/格；V/DIV： 2 V/格
12
数据记录
一．研究不同 值的RC串联电路的暂态过程 C 0.1000F f 500Hz
f=500Hz C=0.005μF L=10mH R=100Ω
TIME/DIV : mS/格；V/DIV: V/格
T （小格）
UC (小格)
记录相邻10-12个顶点坐标！ 14
数据处理
列表，计算出真实电 容的电压大小和时间大小。
作图，分析电容电压大 小和时间的关系，分析图形 特征。
15
注意事项
示波器要选择合适的扫描速率 档位和衰减档位。以显示恰当的波 形。用方波时。DC档要按下。
UC
1
t
E e sin(t )
1 C R2
4L
Байду номын сангаас
2L R
（2）当 R 2 LC 时，为过阻尼状态
UC
RL串联电路ppt课件
精品ppt
பைடு நூலகம்15
任务一
解：线圈的感抗为：
X
= 314X48X10-3=15Ω
L
(1)电路的阻抗为：
Z R2XL2 = 202+152
（2）电路中的电流为：
I
U Z
=100/25=4(A)
(3)电流的瞬时值表达式为：
=25Ω
=36.90
i=4 2sin(314t+800-36.90)
=4 2sin(314t+43.10)A
趣
重点：电压三角形、阻抗三角形 难点：会运用相量图进行相关的分析
精品ppt
4
R-L串联交流电路
串联电路电流相等，设
i
u
R
uR
iImsint
L uL
电路两端的总电压
uuRuL
电感两端的电压为
uLXLImsinw( t 2) UL 精品ppt msinw( t 2) 5
同频率的正弦量可用同一矢量图来表示
纯电阻电路：均符合欧姆定律。 纯电感电路：瞬时值之间不符合欧姆定律， 有效值、最大值之间符合欧姆定律
精品ppt
2
看图思考：
R-L串联电路
精品ppt
3
学习目标：
知识目标：
1、掌握电流与电压的相位关系、数量关系。 2、利用电压三角形、阻抗三角形进行电压、阻抗的 计算。
能力目标：培养学生分析解决问题的能力。 情感目标：引导学生体验探索学习、合作学习的乐
L
(1)电路的阻抗为：
= Z R2XL2
602+802
（2）电路中的电流为：
=100Ω
I
U Z
=220/100=2.2(A)
RLC串联的交流电路.ppt
Z 10 U=70V
(b)
(b) Z 10 U=50V 返回
4、5I
U I1
阻抗的串联与并联
前一页 后一页
R1 I2
L
一、电压、电流关系
R2 1. 相量法
C
I I1 I2
I1
U Z1
I2
U Z2
Z1 R jXL Z1 1
Z1
R2
X
2 L
1
tg 1
XL R
Z2 R jXC Z2 2
4、4 R-L-C串联的交流电路 前一页 后一页
一 、电流、电压的关系
i
u uR uL uC
若 i 2 Isin t
u
R uR 则 u 2IRsin t
L uL
2I (L) sin(t 90 )
C
uC
2I ( 1 ) sin(t 90 ) c
返回
相量法
I
R U R
U
L U L
C U C
一定电
路性质由 参数决定
当 X L XC 时， 0 ， u 超前 i －电路呈感性
当X L XC 时 ， 0 ， u 滞后 i －电路呈容性
当 XL XC 时， 0 ， u. i 同相 －电路呈电阻性
返回
I
前一页 后一页
R U R
假设R、L、C已定，
电路性质能否确定？
U
L U L
（阻性？感性？容性？）
C
U C
ห้องสมุดไป่ตู้
XL
L 、 XC
1
C
当ω不同时，可能出现：
不能！
XL > XC ，或 XL < XC , 或 XL =XC 。
RLC串联交流电路课件
求：A、UO的读数
Uo UC1 U AB
UO 设：U AB 100 0 V
I1
由已知 条件得：
I1 10A 、领先 90°
I2 100
10 52 52
2A
I2 落后于 U AB 45° U C1
I I1 I2
45° I U AB
I2 UO
UC1=I XC1=100V
uC1落后于 i 90°
四.R-L-C串联交流电路 -- 相量图
+
U
_
I
R jXL -jXC
参考相量
+
U_ R U L
+
U_
XL
L
>
U+_C U
U L
UC
XC
U C
U L
(> U C
U
U R I
0 感性)
U L
XL < XC
U L UC U C
U R I
U
( < 0 容性)
U X 由电压三角形可得:
U R
电压 三角形
R
U
tg1
UL UC UR
？
tg 1
L
C
R
？
2.5 阻抗的串联与并联
2.5.1阻抗的串联
I
U U 1 U 2 Z1I Z 2I
+ U
-
+
Z1 -U1
+
Z2
U
-
2
(Z1 Z 2)I
Z Z1 Z2
I U Z
通式: Z Zk Rk j Xk
I 注意：对于阻抗模一般 Z Z 1 Z 2
Z
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Q0
P0
IQ LUII2XLU 2XL
(var、kvar)
u
i
iC
C
du dt
UI(jXC)
XC
1
C
U
I P0
Q CUI2XCU2XC
(var、kvar)
电压、电流的关系：
i
瞬时表达式：
u uR uL uC
u
R uR L uL
iR
L
di dt
1 C
idt
相量式：
C
uC
U U RU LU C
注意：U≠UR＋UL ＋ UC
U
U C
I UR
arctU aLnUC 0
UR
精品课件
14
例： 一个RLC串联电路，已知R＝10Ω、L=15mH、
C=200μF，外加电压u=10 sin(1000t +245°)V，求
电路性质、 i、uR、uL、uC，并画出相量图。
i
解题思路：
R uR
求得各部分阻抗
确认电路性质
u
L uL
求得总阻抗 求得电流相量
此电路为感性阻抗
Z=R+jX=10+10j=10 245
I=U 1045 2A Z 10 245° 2
i 2 2sintsintA
2
精品课件
16
URRI10
25 2
2V
U LjX LI15 902 2＝ 15 22 90V
U C-jX C I＝ 5 － 9 0 2 2＝ 52 2 － 9 0 V
3.11 R、L、C串联的正弦电路
教学目的及重、难点
教学目的：
1、理解复阻抗的概念； 2、理解RLC串联的正弦电路各部分的电流电压关系； 3、能对RLC串联的正弦电路进行分析和计算。 重点：
1、复阻抗的概念；
2、 RLC串联的正弦电路各部分的电流电压关系；
3、电压三角形；
4、阻抗三角形；
5、 RLC串联的正弦电路进行分析和计算。 难点：
ZR j(X LX C ) |Z|称为复数阻抗
Z是一个复数，但并不是正弦量，所以Z上面不能加 点。
ZU IU I iu U Iui
其中
阻抗：
ZU I
R2(XLXC)2
阻抗角：arcX tL a Rn XCui
电压、电流的关系：
ZU I
R2(XLXC)2
I
arcX tL a Rn XCui U
R U R jXL U L
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UL
15 2 2
90OV
UC
5 290OV 2
U 1 04O 5V
UL UC
U C
U L
I
0
U
U R
+1
精品课件
18
小结：
RLC串联电路的电流、电压关系； 电压三角形，阻抗三角形； 复阻抗的计算； R、L、C串联电路的计算。
精品课件
19
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当 XL XC 时， 0 ，u 、i同相 ——电路呈电阻性。
电路性质由什么决定？
arctaXLnXC
R
电路性质只由L、C的大小决定？
例1：某RLC串联电路，L＝10mH、C＝100μF，R＝5Ω，当 ω分别为2000rad/s、1000rad/s、500rad/s时电路为什么性质
的负载？
电路性质由L、C的大小及电路的频率的大小决定。
求得电流瞬时值 表达式
C
画出向量图
求得各部分电压
求得各部分电压
uC
相量
瞬时值表达式
例： 一个RLC串联电路，已知R＝10Ω、L=15mH、
C=200μF，外加电压u=10 2 sin(1000t +45°)V，求 电路
性质、 i、uR、uL、uC，并画出相量图。
解：XL=ωL=15×10-3×103=15Ω XC=1/ωC=1/(200×10-6×103)=5Ω X=XL－XC=15－5=10Ω>0
大小关系： UI|Z|
相位关系： u i
-jXC U C
精品课件
7
u i
电压与电流的相位差为阻抗角 ， 的大小、正负，由电路参数决定。
arctaXL nXC
R
当 XL XC 时， 0 ，u 超前 i ——电路呈电感性；
当 XL XC 时， 0 ，u 落后 i ——电路呈电容性；
故：
102 uR= 2 ×2siω n=t10 siω n tV
12 5 u L=2× 2 siω n + 9 ( t° )0 = 1s5 iω n + 9 ( t° )0 V
52 u C=2× 2siω n-9 (t° )0 =5siω n-9 (t° )0 V
相量图：
+j
I 2 A 2
UR 5 2V
U R IR 电压三角形
Z
XXLXC
R
阻抗三角形
arctan U L U C
UR arctaXnLXC
R
电感性电路
U L
U
U C
U
U L UIC
R
arctU aLnUC 0
UR
精品课件
12
电容性电路
U L
UR
I
UL UC
U C
U
arctU aLnUC 0
UR
精品课件
13
电阻性电路
U L
精品课件
9
用相量图法分析：
I
R U R
UL UL UC
（设UL＞UC）
U
U jXL U L
-jXC U C
相量表达式：
U U RU LU C
UC
UR
注意：U≠UR＋UL ＋ UC
Um≠URm＋ULm ＋
I
UCm
精品课件
10
UIC
R
U I Z
UZI ULUCIXLIXC 电压与电流的相位差：
1、 RLC串联的正弦电路各部分的电流电压关系；
2、电压三角形；
3、阻抗三角形；
4、 RLC串联的正弦电路进行分析和计算。
精品课件
2
复习 单一元件正弦电路中的基本关系式
电路图 瞬时式 相量式 相量图
功率
i
uR
uiR U IR
I
i
uu
L
L
di dt
U I(jXL)
U
XL L
PUII2RU2 R
U
(w、kw)
Um≠URm＋ULm ＋ UCm
精品课件
4
Ii
R UuRR Uu jXLL Uu LL
-jXCC Uu CC
相量式：
U U RU LU C
且 U R IR
U L I jX L U C I jX C
U IRIjXLIjXC
IRjXLXCIZ
U IRIjXLIjXC
IRjXLXCIZ
P0
IQ LUII2XLU 2XL
(var、kvar)
u
i
iC
C
du dt
UI(jXC)
XC
1
C
U
I P0
Q CUI2XCU2XC
(var、kvar)
电压、电流的关系：
i
瞬时表达式：
u uR uL uC
u
R uR L uL
iR
L
di dt
1 C
idt
相量式：
C
uC
U U RU LU C
注意：U≠UR＋UL ＋ UC
U
U C
I UR
arctU aLnUC 0
UR
精品课件
14
例： 一个RLC串联电路，已知R＝10Ω、L=15mH、
C=200μF，外加电压u=10 sin(1000t +245°)V，求
电路性质、 i、uR、uL、uC，并画出相量图。
i
解题思路：
R uR
求得各部分阻抗
确认电路性质
u
L uL
求得总阻抗 求得电流相量
此电路为感性阻抗
Z=R+jX=10+10j=10 245
I=U 1045 2A Z 10 245° 2
i 2 2sintsintA
2
精品课件
16
URRI10
25 2
2V
U LjX LI15 902 2＝ 15 22 90V
U C-jX C I＝ 5 － 9 0 2 2＝ 52 2 － 9 0 V
3.11 R、L、C串联的正弦电路
教学目的及重、难点
教学目的：
1、理解复阻抗的概念； 2、理解RLC串联的正弦电路各部分的电流电压关系； 3、能对RLC串联的正弦电路进行分析和计算。 重点：
1、复阻抗的概念；
2、 RLC串联的正弦电路各部分的电流电压关系；
3、电压三角形；
4、阻抗三角形；
5、 RLC串联的正弦电路进行分析和计算。 难点：
ZR j(X LX C ) |Z|称为复数阻抗
Z是一个复数，但并不是正弦量，所以Z上面不能加 点。
ZU IU I iu U Iui
其中
阻抗：
ZU I
R2(XLXC)2
阻抗角：arcX tL a Rn XCui
电压、电流的关系：
ZU I
R2(XLXC)2
I
arcX tL a Rn XCui U
R U R jXL U L
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UL
15 2 2
90OV
UC
5 290OV 2
U 1 04O 5V
UL UC
U C
U L
I
0
U
U R
+1
精品课件
18
小结：
RLC串联电路的电流、电压关系； 电压三角形，阻抗三角形； 复阻抗的计算； R、L、C串联电路的计算。
精品课件
19
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当 XL XC 时， 0 ，u 、i同相 ——电路呈电阻性。
电路性质由什么决定？
arctaXLnXC
R
电路性质只由L、C的大小决定？
例1：某RLC串联电路，L＝10mH、C＝100μF，R＝5Ω，当 ω分别为2000rad/s、1000rad/s、500rad/s时电路为什么性质
的负载？
电路性质由L、C的大小及电路的频率的大小决定。
求得电流瞬时值 表达式
C
画出向量图
求得各部分电压
求得各部分电压
uC
相量
瞬时值表达式
例： 一个RLC串联电路，已知R＝10Ω、L=15mH、
C=200μF，外加电压u=10 2 sin(1000t +45°)V，求 电路
性质、 i、uR、uL、uC，并画出相量图。
解：XL=ωL=15×10-3×103=15Ω XC=1/ωC=1/(200×10-6×103)=5Ω X=XL－XC=15－5=10Ω>0
大小关系： UI|Z|
相位关系： u i
-jXC U C
精品课件
7
u i
电压与电流的相位差为阻抗角 ， 的大小、正负，由电路参数决定。
arctaXL nXC
R
当 XL XC 时， 0 ，u 超前 i ——电路呈电感性；
当 XL XC 时， 0 ，u 落后 i ——电路呈电容性；
故：
102 uR= 2 ×2siω n=t10 siω n tV
12 5 u L=2× 2 siω n + 9 ( t° )0 = 1s5 iω n + 9 ( t° )0 V
52 u C=2× 2siω n-9 (t° )0 =5siω n-9 (t° )0 V
相量图：
+j
I 2 A 2
UR 5 2V
U R IR 电压三角形
Z
XXLXC
R
阻抗三角形
arctan U L U C
UR arctaXnLXC
R
电感性电路
U L
U
U C
U
U L UIC
R
arctU aLnUC 0
UR
精品课件
12
电容性电路
U L
UR
I
UL UC
U C
U
arctU aLnUC 0
UR
精品课件
13
电阻性电路
U L
精品课件
9
用相量图法分析：
I
R U R
UL UL UC
（设UL＞UC）
U
U jXL U L
-jXC U C
相量表达式：
U U RU LU C
UC
UR
注意：U≠UR＋UL ＋ UC
Um≠URm＋ULm ＋
I
UCm
精品课件
10
UIC
R
U I Z
UZI ULUCIXLIXC 电压与电流的相位差：
1、 RLC串联的正弦电路各部分的电流电压关系；
2、电压三角形；
3、阻抗三角形；
4、 RLC串联的正弦电路进行分析和计算。
精品课件
2
复习 单一元件正弦电路中的基本关系式
电路图 瞬时式 相量式 相量图
功率
i
uR
uiR U IR
I
i
uu
L
L
di dt
U I(jXL)
U
XL L
PUII2RU2 R
U
(w、kw)
Um≠URm＋ULm ＋ UCm
精品课件
4
Ii
R UuRR Uu jXLL Uu LL
-jXCC Uu CC
相量式：
U U RU LU C
且 U R IR
U L I jX L U C I jX C
U IRIjXLIjXC
IRjXLXCIZ
U IRIjXLIjXC
IRjXLXCIZ