串聯(lián)交流電路課件

1、關(guān)于串聯(lián)交流電路現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第1頁(yè)，共28頁(yè)tIisin2設(shè)：設(shè)：)90(sin)1(2)90(sin)(2sin2tCItLItIRu則則根據(jù)根據(jù)KVL可得：可得：CLRuuuutiCtiLiRd1dd為同頻率為同頻率正弦量正弦量RLCRu+_Lu+_Cu+_u+_i現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第2頁(yè)，共28頁(yè)CLCLXXRIXIXIRIUj)j()(jCLRUUUU0II設(shè)設(shè))j(CCXIU )(jLLXIU 則則 RIUR總電壓與總電流總電壓與總電流的相量關(guān)系式的相量關(guān)系式RjXL-jXCRU+_LU+_CU+_U+_I現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第3頁(yè)，共28頁(yè)Z：復(fù)數(shù)阻抗復(fù)數(shù)阻抗 實(shí)部為阻實(shí)部為阻虛部為抗虛部為抗容

2、抗容抗感抗感抗CLXXjRIUCLXXjRZ令令則則ZIU二二.R-L-C 復(fù)數(shù)形式歐姆定律復(fù)數(shù)形式歐姆定律復(fù)數(shù)形式的復(fù)數(shù)形式的歐姆定律歐姆定律RLCRULUCUIU+-現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第4頁(yè)，共28頁(yè)在正弦交流電路中，只要在正弦交流電路中，只要物理量用相量物理量用相量表示表示, 元件參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗元件參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗表示，則電路表示，則電路方程式的形式與直流電路相似方程式的形式與直流電路相似相量模型相量模型。 是一個(gè)復(fù)數(shù)，但是一個(gè)復(fù)數(shù)，但并不是正弦交流并不是正弦交流量量，上面，上面不能加點(diǎn)不能加點(diǎn)。Z在方程式中只在方程式中只是一個(gè)運(yùn)算工具是一個(gè)運(yùn)算工具。 Z Z說(shuō)明：說(shuō)明：CLXXjRZ ZIU

3、RLCRULUCUIU+-現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第5頁(yè)，共28頁(yè)關(guān)于復(fù)數(shù)阻抗關(guān)于復(fù)數(shù)阻抗 Z Z 的討論的討論iuiuIUZIUIUZZIU由復(fù)數(shù)形式的歐姆定律由復(fù)數(shù)形式的歐姆定律可得：可得：結(jié)論：結(jié)論：的模為電路總電壓和總電流有效值之比，的模為電路總電壓和總電流有效值之比，而而的幅角則為總電壓和總電流的相位差。的幅角則為總電壓和總電流的相位差。iuIUZ 三三. 1. 1.Z和總電流、總電壓的關(guān)系和總電流、總電壓的關(guān)系現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第6頁(yè)，共28頁(yè) 2. 2. Z Z 和電路性質(zhì)的關(guān)系和電路性質(zhì)的關(guān)系CLXXjRZZ一定時(shí)電一定時(shí)電路性質(zhì)由參路性質(zhì)由參數(shù)決定數(shù)決定 RXXtgCLiu1當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)， 表示

4、表示 u 領(lǐng)先領(lǐng)先 i 電路電路呈感性呈感性CLXX 0CLXX 0當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 表示表示 u 、i同相同相 電路呈電路呈電阻電阻性性CLXX 0當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)， 表示表示 u 落后落后 i 電路電路呈容性呈容性阻抗角阻抗角現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第7頁(yè)，共28頁(yè)假設(shè)假設(shè)R、L、C已定，已定，電路性質(zhì)能否確定？電路性質(zhì)能否確定？（阻性？感性？容性？）（阻性？感性？容性？）不能！不能！ 當(dāng)當(dāng)不同時(shí)，可能出現(xiàn)：不同時(shí)，可能出現(xiàn)： XL XC ，或，或 XL 0 感性感性)XL XC由電壓三角形可得由電壓三角形可得:cosUURsinUUxURUCLUU XUCUIRU( 0 容性容性)XL XC CULUCLU

5、UU RjXL-jXCRU+_LU+_CU+_U+_I四四.R-L-C串聯(lián)交流電路串聯(lián)交流電路 - - 相量圖相量圖現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第9頁(yè)，共28頁(yè)阻抗（阻抗（Z Z）三角形）三角形阻抗阻抗三角形三角形ZRCLXXXRXXtgXXRZCLCL122)(ZXXjRZCL)(由阻抗三角形：由阻抗三角形：cosZR sinZX 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第10頁(yè)，共28頁(yè)阻抗三角形和電壓三角形的關(guān)系阻抗三角形和電壓三角形的關(guān)系電壓三電壓三角形角形阻抗三阻抗三角形角形相相似似CLCLRXXjRIUUUUCLXXjRZZRCLXXXCURUULUCLUUI現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第11頁(yè)，共28頁(yè)五五. .R、L、C 串聯(lián)電路中的功

6、率計(jì)算串聯(lián)電路中的功率計(jì)算CLRpppiup1. 瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率 2. 平均功率平均功率 P （有功功率）（有功功率） RIIUPdtpppTpdtTPRRTCLRT200)(11RLCRULUCUIU+-現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第12頁(yè)，共28頁(yè)總電壓總電壓總電流總電流u 與與 i 的夾角的夾角IUPR平均功率平均功率P與總電壓與總電壓U、總電流、總電流 I 間的關(guān)系：間的關(guān)系： COS- 功率因數(shù)功率因數(shù) cosUUR其中：其中：cosUIP RUUCLUU現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第13頁(yè)，共28頁(yè) 在在 R、L、C 串聯(lián)的電路中，串聯(lián)的電路中，儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件 L、C 雖然不雖然不消耗能量消耗能量，但存在能量

7、吞吐，但存在能量吞吐， 吞吐的規(guī)模用無(wú)功功率來(lái)表吞吐的規(guī)模用無(wú)功功率來(lái)表示。其大小為：示。其大小為： sinIUIUUIUIUQQQCLCLCL）（）（3. 無(wú)功功率無(wú)功功率 Q：RUUCLUU現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第14頁(yè)，共28頁(yè)4. 視在功率視在功率 S： 電路中總電壓與總電流有效值的乘積。電路中總電壓與總電流有效值的乘積。UIS 單位：伏安、千伏安單位：伏安、千伏安PQ（有助記憶）（有助記憶）S注：注： SU I 可用來(lái)衡量發(fā)電機(jī)可能提供的最大功率（可用來(lái)衡量發(fā)電機(jī)可能提供的最大功率（額定電壓額定電壓額定電流）額定電流） 視在功率視在功率UIS 5. 功率三角形：功率三角形：sinUIQ 無(wú)功功

8、率無(wú)功功率cosUIP 有功功率有功功率現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第15頁(yè)，共28頁(yè)RUUCLUU電壓三角形SQP功率三角形CLXXZR阻抗三角形阻抗三角形三個(gè)三角形的關(guān)系三個(gè)三角形的關(guān)系RLCRULUCUIU+-現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第16頁(yè)，共28頁(yè)正誤判斷正誤判斷因?yàn)榻涣魑锢砹砍行е低膺€有相位。因?yàn)榻涣魑锢砹砍行е低膺€有相位。 CLCLRXXIIRUUUU？CURUULUCLUUICLRUUUU在在R-L-C串聯(lián)電路中串聯(lián)電路中RLCRULUCUIU+-現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第17頁(yè)，共28頁(yè)ZIU？正誤判斷正誤判斷而復(fù)數(shù)阻抗只是一個(gè)運(yùn)算符號(hào)。而復(fù)數(shù)阻抗只是一個(gè)運(yùn)算符號(hào)。Z 不能加不能加 “”反映的是正弦電壓或電流，

9、反映的是正弦電壓或電流，IU、現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第18頁(yè)，共28頁(yè)正誤判斷正誤判斷在在正弦交流電路中正弦交流電路中？ZUI Zui ？ZUI ？ZUI？ZUI？現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第19頁(yè)，共28頁(yè)正誤判斷正誤判斷在在 R-L-C 串聯(lián)電路中，假設(shè)串聯(lián)電路中，假設(shè)0II？222CLRUUUU？CLXXjRIU？22CLXXRIU現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第20頁(yè)，共28頁(yè)正誤判斷正誤判斷在在R-L-C串聯(lián)電路中，假設(shè)串聯(lián)電路中，假設(shè)0II？UUUtgCL1？RCLtg1？RXXtgCL1？RCLUUUtg1現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第21頁(yè)，共28頁(yè)UZZZU2122 ZUI 分壓公式：分壓公式：21ZZZ 對(duì)于阻抗模一般對(duì)于阻抗模一

10、般21ZZZ 注意注意：IZZIZIZUUU)( 212121 UZZZU2111+UZ-I+U1U2U1Z2Z+-+-I通式通式: kkkXRZZj現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第22頁(yè)，共28頁(yè)2121ZUZUIII IZZZI21122121ZZZZZ ZUI 對(duì)于阻抗模一般對(duì)于阻抗模一般21111ZZZ21111ZZZ +U1Z-I2Z1I2I+UZ-IIZZZI2121通式通式:k11ZZ現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第23頁(yè)，共28頁(yè)1、據(jù)原電路圖畫出、據(jù)原電路圖畫出相量模型圖相量模型圖（電路結(jié)構(gòu)不變電路結(jié)構(gòu)不變）EeIiUujXCjXLRRCL 、2、根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖、根據(jù)相量模型列出相量方程式

11、或畫相量圖2.5.3 一般正弦交流電路的解題步驟一般正弦交流電路的解題步驟3、用復(fù)數(shù)運(yùn)算法或相量圖求解、用復(fù)數(shù)運(yùn)算法或相量圖求解4、將結(jié)果變換成要求的形式、將結(jié)果變換成要求的形式現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第24頁(yè)，共28頁(yè)例例1下圖中已知：下圖中已知：I1=10A、UAB =100V，求：求： A 、UO 的讀數(shù)的讀數(shù)解題方法有兩種：解題方法有兩種：1.利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運(yùn)算利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運(yùn)算2.利用相量圖求結(jié)果利用相量圖求結(jié)果2IA1IAB C25 j5UOC1 10jI現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第25頁(yè)，共28頁(yè)解法解法1:利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運(yùn)算利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運(yùn)算已知：已知： I1=10A、 UAB =100V，則：則：A45210551002jIA1090101jIA01021IIIA讀數(shù)為讀數(shù)為 10安安求：求：A、UO的讀數(shù)的讀數(shù)即：即：V0100UAB設(shè)：設(shè)：為參考相量，為參考相量，ABU2IA1IAB C25 j5UOC1 10j