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1、电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社分别接入导线、分别接入导线、电阻、电容、电阻、电容、电感；白炽灯电感；白炽灯泡的亮度有什泡的亮度有什么变化？么变化？【思考思考】AS220V/50HzBELCD 在在A A、B B两端之间接入两端之间接入220V220V、50Hz50Hz的正弦交流电，将的正弦交流电，将220V/40W220V/40W的灯泡接入电路，然后在的灯泡接入电路，然后在CDCD两端之间分别接入导线、两端之间分别接入导线、电阻（电阻（1k1k）、电感线圈（）、电感线圈（1H1H）、电容（）、电容（2uF/400V2uF/400V），闭合开），闭合开关关S S
2、，观察灯泡的亮度变化。，观察灯泡的亮度变化。 第一节第一节 电阻、电感、电容对交流电的阻碍作用电阻、电感、电容对交流电的阻碍作用 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社比较项目比较项目电阻电阻电感电感电容电容电抗大小电抗大小XLL2fL中联电路阻抗的大小中联电路阻抗的大小电流与总电压之间电流与总电压之间的关系的关系大小大小有功功率有功功率电路中电阻元件的总功功率电路中电阻元件的总功功率无功功率无功功率电感和电容总功率的代数和电感和电容总功率的代数和视在功率视在功率功率因数功率因数【规律规律】欧姆定律欧姆定律电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版
3、社注注电路的阻抗电路的阻抗 我们把我们把 称为电抗，它是电感与电容共同作用的结果；把称为电抗，它是电感与电容共同作用的结果；把Z称为交流称为交流电路的阻抗，它是电阻与电抗共同作用的结果。电抗和阻抗的单位均为电路的阻抗，它是电阻与电抗共同作用的结果。电抗和阻抗的单位均为 欧欧姆姆）。）。RZXRZX电抗电抗X X的值决定着电路的性质。的值决定着电路的性质。（1 1）当）当XlXcXlXc ，即，即X 0 时，时， 总电压超前总电流，电路呈电感性；总电压超前总电流，电路呈电感性；（2 2）当）当XlXcXlXc ，即，即 X0时，总电压滞后总电流，电路呈电容性；时，总电压滞后总电流，电路呈电容性；
4、 （3 3）当）当Xl=XcXl=Xc ，即，即X=0时，总电压与总电流同相，电路呈电阻性时，总电压与总电流同相，电路呈电阻性电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社注注. .功率因数功率因数 当视在功率一定时，功率因数越大，用电设备的有功功当视在功率一定时，功率因数越大，用电设备的有功功率也越大，电源输出功率的利用率就越高。功率因数的大率也越大，电源输出功率的利用率就越高。功率因数的大小由电路参数（小由电路参数（R、L）和电源频率决定。）和电源频率决定。 为了反映功率的利用率，我们把有功功率与视在功率的为了反映功率的利用率，我们把有功功率与视在功率的比值称为比值称为功
5、率因数功率因数，用，用表示表示: :电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、计算一、计算感抗感抗 感感抗抗的的大大小小X XL L与与电电源源频频率率成成正正比比，与与线线圈圈的的电电感感成成正正比比。用公式表示为：用公式表示为： XLL2fL式中：式中：XL线圈的感抗，单位是线圈的感抗，单位是（欧（欧姆姆）；）；f电源的频率，电源的频率， 单位是单位是HzHz（赫（赫兹兹）；）； 电源的角频率，单位是电源的角频率，单位是rad/srad/s（弧度（弧度/ /秒）秒）; ;L线圈的电感，单位是线圈的电感，单位是H H（亨（亨利利）。）。 我们把电感线圈对交流电的阻碍
6、作用称为我们把电感线圈对交流电的阻碍作用称为电感感抗电感感抗，简称，简称感抗感抗，用符号，用符号XL表示，单位是欧姆。表示，单位是欧姆。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、电感的感抗一、电感的感抗 【例例1 1】已知一个自感系数为已知一个自感系数为10mH10mH的电感线圈，接在频率为的电感线圈，接在频率为50Hz50Hz的交流电的交流电中，其感抗为多少？接在频率为中，其感抗为多少？接在频率为1MHz1MHz的交流电中，其感抗又为多少？接在直的交流电中，其感抗又为多少？接在直流电路中的感抗呢？流电路中的感抗呢？ 职业相关知识：职业相关知识： 电感线圈在交流电路
7、中有电感线圈在交流电路中有“通直流阻交流，通低频阻高频通直流阻交流，通低频阻高频”的特性。的特性。 容容抗抗的的大大小小XC与与电电源源频频率率成成反反比比，与与电电容容器器的的电电容容量量成成反反比。用公式表示为：比。用公式表示为： 式中：式中： XC电容的容抗，单位是电容的容抗，单位是（欧（欧姆姆）；）； f电源的频率，电源的频率， 单位是单位是HzHz（赫（赫兹兹）；）； 电源的角频率，单位是电源的角频率，单位是rad/srad/s（弧度（弧度/ /秒）秒）; ; C C电容器的电容量，单位是电容器的电容量，单位是F F（法（法拉拉）。）。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出
8、版社高等教育出版社二、电容二、电容的容抗的容抗 我我们们把把电电容容对对交交流流电电的的阻阻碍碍作作用用称称为为电电容容容容抗抗，简简称称容抗，用符号容抗，用符号X XC C表示，单位是欧姆。表示，单位是欧姆。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、计算的容抗算的容抗 【例例2 2】已知一个已知一个10uF10uF的电容器接在的电容器接在220V/50Hz220V/50Hz的交流电中，其容抗为的交流电中，其容抗为多大？接在频率为多大？接在频率为100KHz100KHz的交流电中，其容抗又为多少？接在直流电路中的交流电中，其容抗又为多少？接在直流电路中的容抗呢？的
9、容抗呢？ 职业相关知识：职业相关知识： 电容器在交流电路中有电容器在交流电路中有“隔直流通交流，阻低频通高频隔直流通交流，阻低频通高频”的特性。的特性。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三三认识交流电的消认识交流电的消耗耗 电阻、电感和电容是组成电路的三大基本元件。电阻是一种电阻、电感和电容是组成电路的三大基本元件。电阻是一种耗能元耗能元件件，当交流电通过电阻时，电阻对交流电的阻碍作用表现为，电能转换，当交流电通过电阻时，电阻对交流电的阻碍作用表现为，电能转换为热能消耗掉了。但电感和电容与电阻不一样。当交流电通过电感时，为热能消耗掉了。但电感和电容与电阻不一样。
10、当交流电通过电感时，电感线圈能够把电能转换为磁场能储存起来，电感对交流电的阻碍作用电感线圈能够把电能转换为磁场能储存起来，电感对交流电的阻碍作用表现为，电感与电源之间不断地进行着磁场能与电能之间的转换；当交表现为，电感与电源之间不断地进行着磁场能与电能之间的转换；当交流电通过电容时，电容能够把电能转换为电场能储存起来，电容对交流流电通过电容时，电容能够把电能转换为电场能储存起来，电容对交流电的阻碍作用表现为，电容与电源之间不断地进行着电场能与电能之间电的阻碍作用表现为，电容与电源之间不断地进行着电场能与电能之间的转换，它们并没有真正消耗电能。因此，我们把电感和电容叫做的转换，它们并没有真正消耗
11、电能。因此，我们把电感和电容叫做储能储能元件元件。 对应于三个功率：有功功率（）、无功功率（）、视在对应于三个功率：有功功率（）、无功功率（）、视在功率功率电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、认识有功与无功、视功二、认识有功与无功、视功必须说明，无功功率不是无用功率。必须说明，无功功率不是无用功率。“无功无功”的含义是的含义是“交换交换”而而不是不是“消耗消耗”，是相对于有功而言的。，是相对于有功而言的。视在功率：视在功率：表示电源提供的总功率（包括表示电源提供的总功率（包括有功功率有功功率和和无功功率无功功率），即交），即交流电源的容量（通常指变压器和发电机的
12、容量）。流电源的容量（通常指变压器和发电机的容量）。视在功率视在功率用用S表示，表示，单位为单位为VA（伏安），常用单位还有（伏安），常用单位还有kVA和和MVA有用功率有用功率：指消耗掉的功率（一般负载标明的功率）：指消耗掉的功率（一般负载标明的功率），用表示，单位（瓦），用表示，单位（瓦） 无功功率：无功功率：指电容或电感元件上的功率，用符号指电容或电感元件上的功率，用符号QL表表示，示，单位是单位是VarVar（乏）（乏）电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】 【例例1 1】将电感为将电感为255mH255mH、电阻为、电阻为6060的线圈接
13、到的线圈接到 V V的的交流电源上。求（交流电源上。求（1 1）线圈的阻抗；（）线圈的阻抗；（2 2）电路中的电流有效值和瞬时值）电路中的电流有效值和瞬时值表达式；（表达式；（3 3）电路中的有功功率）电路中的有功功率P P、无功功率、无功功率Q Q和视在功率和视在功率S S；（；（4 4）端电）端电压与电流之间的相位差。压与电流之间的相位差。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】【例例2 2】把一个阻值为把一个阻值为3030的电阻和电容为的电阻和电容为80uF80uF的电容器串联后接到交流电源上，的电容器串联后接到交流电源上，电源电压电源电压 V
14、 V。求：（。求：（1 1）电容的容抗；）电容的容抗；（2 2）电路中的电流有效值；（）电路中的电流有效值；（3 3）电路中的有功功率）电路中的有功功率P P、无功功率、无功功率Q Q和视在功率和视在功率S S；（；（4 4）端电压与电流之间的相位差。）端电压与电流之间的相位差。【例例3 3】已知某已知某RLC串联电路中，电阻为串联电路中，电阻为3030，电感为，电感为127 127 mHmH，电容为，电容为4040 F F，电路两端交流电压，电路两端交流电压u=311sin314t V。求：。求：（1 1）电路的阻抗值；）电路的阻抗值；（2 2）电流的有效值；）电流的有效值；（3 3）各元件
15、两端电压的有效值；）各元件两端电压的有效值；（4 4）电路的有功功率、无功功率和视在功率；）电路的有功功率、无功功率和视在功率；（5 5）判断电路的性质。）判断电路的性质。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂练习课堂练习】 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、 提高功率因数的意提高功率因数的意义和方法和方法1 1提高功率因数的意义提高功率因数的意义 交流电路中，有功功率的大小不仅与电路中的电压、电流交流电路中，有功功率的大小不仅与电路中的电压、电流大小有关，还与电路的功率因数有关。负载的功率因数介于大小有关，还与电路的功率因
16、数有关。负载的功率因数介于0 0与与1 1之间。之间。 提高供电设备的能量利用率。提高供电设备的能量利用率。 减小输电线路上的能量损失。减小输电线路上的能量损失。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、 提高功率因数的意提高功率因数的意义和方法和方法 提高用电设备自身的功率因数。合理选择和使用提高用电设备自身的功率因数。合理选择和使用用电设备，避免大马拉小车现象。如异步电动机和变压用电设备，避免大马拉小车现象。如异步电动机和变压器，当实际负荷比额定容量小得多时，其功率因数非常器，当实际负荷比额定容量小得多时，其功率因数非常低。低。2 2提高功率因数的方法提高功率因数的方法 在感性负载上并联电容器提高功率因数。在感性负在感性负载上并联电容器提高功率因数。在感性负载上并联电容器，可以减小阻抗角，达到提高功率因数的目载上并联电容器，可以减小阻抗角，达到提高功率因数的目的。的。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、二、 提高功率因数的意提高功率因数的意义和方法和方法2 2提高功率因数的方法提高功率因数的方法i- Lu + RCi1iCS感性负载并接电容器电路感性负载并接电容器电路小提示：小提示：将功率因数由将功率因数由cos 1 提高到提高到cos 所需要的电容为：所需要的电容为：
