《电工技术及应用课件2.3单一元件接入正弦交流电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工技术及应用课件2.3单一元件接入正弦交流电路（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.3 单一元件的正弦交流电路,电阻元件的交流电路,电感元件的交流电路,电容元件的交流电路,膜式(碳膜、金属膜、金属氧化膜）电阻,一、电阻元件的交流电路,1. 电阻元件,线绕电阻器,结构：用金属电阻丝绕制在陶瓷或其它绝缘材料的骨架上，表面涂以保护漆或玻璃釉。 优点：阻值精确 (5 56 k)、功率范围大、工作稳定可靠、噪声小、耐热性能好。(主要用于精密和大功率场合)。,线性电阻:,非线性电阻：,不是个常数,是个常数,电阻元件是耗能元件，从电源吸收的电能全部转换为热能。,(1) 电压与电流的数值关系,设 ，则,或,设在电阻元件的交流电路中，电压与电流参考方向一致。,电阻的电压与电流瞬时值、有效值
2、、最大值都满足欧姆定律。,最大值、有效值,2. 电阻元件接入交流电路,（2）电压与电流的相位关系,电压与电流的相位关系：u 、i 同相。,u,i,电压、电流有效值相量分别为,电压相量与电流相量之比为,相量图,3功率计算,（2）平均功率（有功功率）瞬时功率在一个周期内的平均值。电阻元件在电路中所消耗的平均功率为：,上式表明，电阻元件在交流电路中所消耗的平均功率等于电压、电流有效值的乘积，单位为W。,（1）瞬时功率 电阻元件在任一瞬间所消耗的功率称为瞬时功率。电阻元件的瞬时功率为：,二、电感元件的交流电路,利用电磁感应，把电能转换成磁场能的元件，叫电感元件，简称电感。电感元件的结构：电感元件实际上
3、就是一个螺旋线圈，如图所示。,图 电感元件,设,则,设在电感元件的交流电路中，电压与电流参考方向一致。,(1) 电压与电流的数值关系,电感的电压与电流有效值、最大值满足欧姆定律形式。,最大值、有效值,当 L一定时，线圈的感抗与频率f 成正比。频率越高，感抗越大，在直流电路中感抗为零，可视为短路。,感抗XL反映了电感对交流电流的阻碍作用。,(2) 电压电流的相位关系,u 超前i,电压、电流有效值相量分别为,电压、电流有效值相量分别为,（1）瞬时功率 电感电路的瞬时功率表达式为,3功率计算,（2）平均功率（有功功率） 在纯电感电路中平均功率是瞬时功率在一个周期内的平均值。纯电感电路的平均功率为：,
4、（3）无功功率 储能元件与电源之间往复交换的电功率的最大值。,在国际单位制中，无功功率的单位用乏（var）或千乏（kvar）来计量。,例1 一个电感量为0.5 H的电感元件，接在电压有效值为220 V、频率为50 Hz的电源上。求: (1) 电流有效值I；(2) 如果电压的初相角为60，写出电压 u 和电流 i 的表达式。,解： (1) 电源的角频率,电感的感抗,电流的有效值为,(2),瓷介电容器,涤纶电容器,三、电容元件的交流电路,1.电容元件,空气可变电容器,金属化纸介电容器,2. 电容元件接入交流电路,设,则,设在电容元件的交流电路中，电压、电流参考方向一致。,(1) 电压电流的数值关系
5、,电容的电压与电流有效值、最大值满足欧姆定律形式。,最大值、有效值,当C 一定时，电容的容抗与频率f 成反比。频率越高，感抗越小，在直流电路中容抗为无限大，可视为开路。,容抗XC 反映了电容对交流电流的阻碍作用。,(2) 电压电流的相位关系,i 超前u,相量图,电压、电流有效值相量分别为,电压、电流有效值相量分别为,3功率计算,（1）瞬时功率 电容电路的瞬时功率表达式为,（2）平均功率 纯电容电路的平均功率为：,（3）无功功率 纯电容电路的无功功率为：,例2 一个电容为10 F的电容元件，接在电压有效值为10 V、频率为50 Hz的电源上。求电流有效值I。若电源电压有效值不变，频率变为500 Hz，重新计算电流有效值I。,解: (1)电源的角频率,(2) 电源的角频率,
