RLC串联电路课件

§3－6RLC串联电路（第四版电工学）第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路课题引入-复习纯R、L、C电路0102学习新课-RLC串联电路03小结04课堂练习、作业第三章单相交流电路课题引入电路名称电路图电路特点电流与电压的关系频率相位数量功率有功功率无功功率RURIUIP22RUImmRuiRUI0Q纯电阻交流电路电路中只有电阻的交流电路相同同相第三章单相交流电路课题引入电路名称电路图电路特点电流与电压的关系频率相位数量功率有功功率无功功率0PLXUImmLXuiLXUIL2L2XUXIIUQLLL纯电感交流电路由电阻很小的电感线圈组成的交流电路相同电压超前电流90°第三章单相交流电路电路名称电路图电路特点电流与电压的关系频率相位数量功率有功功率无功功率课题引入0PCXUImmCXuiCXUIC2C2CXUXIUIQ纯电容交流电路由电阻很小的电容组成的交流电路相同电压滞后电流90°第三章单相交流电路课题引入—纯R、纯L、纯C电路比较电路名称纯电阻交流电路纯电感交流电路纯电容交流电路电流与电压的关系频率相同相同相同相位数量功率有功功率无功功率0PCXuiCXUIC2C2CXUXIUIQRuiRUILXuiLXUIL2L2XUXIIUQLLL0PRURIUIP220Q第三章单相交流电路课题引入—纯R、纯L、纯C电路比较电路名称电流与电压的关系频率相同相同相同相位数量功率有功功率无功功率0PCXuiCXUIC2C2CXUXIUIQRuiRUILXuiLXUIL2L2XUXIIUQLLL0PRURIUIP220Q在实际电路中,单一元件电路几乎是不存在的,大部分电气设备都可以看成是由两种及两种以上元件组成的。第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路电路名称电流与电压的关系频率相同相同相同相位数量功率有功功率无功功率0PCXuiCXUIC2C2CXUQXIUIQCRuiRUILXuiLXUIL2L2XUQXIIUQLLLL0PRURIUIP220Q将R、L、C串联起来，构成RLC串联电路，则性质如何？返回第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路一、电路如图开关SA闭合后接交流电压，灯泡微亮。再断开SA，灯泡突然变亮。测量R、L、C两端电压UR、UL、UC：UUUUCLR第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路二、电压与电流的关系RLC串联电路的总电压瞬时值等于多个元件上电压瞬时值之和，即：CLRuuuu对应的相量关系为：CLRUUUU第三章单相交流电路2CL2R)(UUUU结论：§3－6RLC串联电路二、电压与电流的关系设i=Imsinωt，以i为参考相量作相量图uR与i同相，uL超前i90°，uC滞后i90°0CLUU0CLUU0CLUU阴影部分称为电压三角形，它表明了RLC串联电路中总电压与分电压之间的关系。第三章单相交流电路IZXRIXXRIU222CL2)(§3－6RLC串联电路电抗、阻抗与阻抗角22XRZRXXUUUCLRCLarctanarctan2CL2R)(UUUUCCLLRIX、UIXIR、RU将代入得X=XL—XC称为电抗阻抗角称为阻抗第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路三、电路的电感性、电容性和电阻性1、电感性电路当XLXC时，则ULUC，阻抗角电路呈电感性，电压超前电流角。0第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路三、电路的电感性、电容性和电阻性2、电容性电路当XLXC时，则ULUC，阻抗角电路呈电容性，电压滞后电流角。0第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路三、电路的电感性、电容性和电阻性3、电阻性电路当XL=XC时，则UL=UC，阻抗角电路呈电阻性，总阻抗最小，电压与电流同相。电路的这种状态称为串联谐振。0第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路四、功率1、有功功率在RLC串联电路中，只有电阻是消耗功率的RLC串联电路中的有功功率即R上消耗的功率cosUIIUPR第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路四、功率2、无功功率由于电感和电容两端的电压在任何时刻都是反相的，二者的瞬时功率符号也相反。当电感吸收能量时，电容放出能量；当电容吸收能量时，电感放出能量；电路的无功功率为电感和电容上的无功功率之差。sin)(UIQIUUQQQCLCL第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路四、功率3、视在功率电压与电流有效值的乘积，用S表示；S=UI单位为伏·安（VA）。视在功率并不代表电路中消耗的功率，它常用于表示电源设备的容量。S与P和Q的关系：22QPScosSPsinSQSPcos称为功率因数。第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路五、电压三角形、阻抗三角形和功率三角形返回电压相量图LULU电压三角形阻抗三角形功率三角形第三章单相交流电路§3－6RLC串联电路——小结电路名称电路图电路特点电流与电压的关系频率相位数量功率有功功率无功功率视在功率RLC串联电路由R、L、C串联构成的交流电路相同ULUC,电压超前电流90°ULUC,电压滞后电流90°UL=UC,电压与电流同相CLRuuuuCLRUUUUcosUIIUPRsin)(UIIUUQQQCLCL22QPUIScosSPsinSQSPcos第三章单相交流电路纯R、L、C电路与RLC电路比较电路名称纯电阻交流电路纯电感交流电路纯电容交流电路RLC串联交流电路电流与电压的关系频率相同相同相同相同相位数量功率有功功率无功功率0PCXuiCXUIC2C2CXUQXIUIQCRuiRUILXuiLXUIL2L2XUQXIIUQLLLL0PRURIUIP220QcosUIPIUPRsinUIQ22QPSCLRuuuuCLRUUUU返回第三章单相交流电路课堂练习——选择题1．如图3-5所示电路中，电流I等于（）。A．5AB．1AC．0A2．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（）。A．电容增大B．电容减小C．容抗增大D．容抗减小AC第三章单相交流电路课堂练习——选择题3．白炽灯与线圈组成的电路如图3-7所示，由交流电源供电，如果交流电的频率增大，则线圈的（）。A．电感增大B．电感减小C．感抗增大D．感抗减小4．如图3-8所示RL串联电路中，电压表V1的读数为10V，V2的读数也为10V，则电压表V的读数应为（）。A．0VB．10VC．14.1VD．20VCC第三章单相交流电路课堂练习——选择题5．如图3-9所示电路中，当交流电源的电压大小不变而频率降低时，电压表的读数将（）。A．增大B．减小C．不变6．RLC串联电路，已知条件如下，只有（）属电感性电路。A．R=5Ω，XL=7Ω，XC=4ΩB．R=5Ω，XL=4Ω，XC=7ΩC．R=5Ω，XL=4Ω，XC=4ΩD．R=5Ω，XL=5Ω，XC=5ΩBA知识点:XLXC时,电路为电感性XLXC时,电路为电容性XL=XC时,电路为电阻性ω降低→XL=ωL降低→UL=IXL降低第三章单相交流电路课堂练习——计算题如图3—10所示，三个电路中的电源和灯泡是相同的，灯泡都能发光，哪种情况下灯泡亮度最大？哪种情况下灯泡最暗？为什么？解：c）灯最亮，因XL=XC,阻抗最小，仅为HL本身阻值，电流最大，所以灯泡功率最大。a）灯最暗，因阻抗最大，为HL电阻与R之和，电流最小，灯泡功率也最小。第三章单相交流电路本次课作业1、教材P83——习题三第3、4、6、7、20-26题2、练习册——第3-6节填空题、计算题（全做）