三种元件伏安关系相量形式改课件.ppt

1、跳转到第一页跳转到第一页对直流电路电阻元件伏安关系：对直流电路电阻元件伏安关系：U=RI交流电路电阻元件伏安关系：交流电路电阻元件伏安关系：u=Ri设加在电阻两端电压为：tUusin2实验证明，在任一瞬间通过电阻两端电流仍可用欧姆定律计算；tItRURuisinsin2m结论：对纯电阻交流电路：结论：对纯电阻交流电路：1、电压和电流的相位关系：同相、电压和电流的相位关系：同相;2、电压和电流的大小关系：最大值或有效值符合欧姆定律；、电压和电流的大小关系：最大值或有效值符合欧姆定律；0 0 0 IRUIUURi utIitUusin2sin2相量相量表达式：表达式：跳转到第一页)(sin2)(s

2、in2tUutIitUIUItItUiup2cossinsinmm（1）瞬时功率瞬时功率 p瞬时功率用小写！瞬时功率用小写！1.p随时间变化；随时间变化；2.2.p0,为耗能元件。为耗能元件。uip=UI-UIcos2 ttUI跳转到第一页 (一个周期内的平均值一个周期内的平均值)tUIUItItUiup2cossinsinmm由由:可得可得:P=UI例例求：求：“220V220V、100W”100W”和和“220V220V、40W”40W”灯泡的电阻？灯泡的电阻？平均功率用大写平均功率用大写！121040220484100220224022100PURPUR解：解：跳转到第一页1.1.电感及

3、自感系数电感及自感系数 当线圈通入电流后，这个电流使每匝线圈产生的磁当线圈通入电流后，这个电流使每匝线圈产生的磁通称为自感磁通。当同一电流流入结构不同的线圈通称为自感磁通。当同一电流流入结构不同的线圈时，所产生的磁通是不相同的。为了衡量不同线圈时，所产生的磁通是不相同的。为了衡量不同线圈产生自感磁通能力产生自感磁通能力,引入自感系数引入自感系数,简称自感。用简称自感。用L表示，它在数值上等于一个线圈中通过单位电流所表示，它在数值上等于一个线圈中通过单位电流所产生的磁通。即产生的磁通。即LIINLdtdILeL2.自感电动势自感电动势 由法拉第电磁感应定律可得：自感电动势的大小和由法拉第电磁感应

4、定律可得：自感电动势的大小和通过线圈的电流的变化率成正比。即通过线圈的电流的变化率成正比。即tILeL写成微分的形式写成微分的形式L的单位是享利,用H表示,1H=1000mH=106H跳转到第一页3.3.电感元件上的电压、电流关系电感元件上的电压、电流关系 设设则则解析式：解析式：tIisinmdtdiLu L)90sin(cos)sin(LmmmtUtLIdttIdLLi utiuLIUmLmLIULIRU 为电感对交流电的阻碍作用,称感抗,用XL表示.LLXL单位欧姆单位欧姆比较比较跳转到第一页由可知可知:自感系数自感系数L越大越大,感抗越大；交流电的频感抗越大；交流电的频 率越高，线圈的

5、感抗越大。可概括为：通直率越高，线圈的感抗越大。可概括为：通直流，阻交流，通低频，阻高频；（低通元件）流，阻交流，通低频，阻高频；（低通元件）纯电感电路电压和电流的大小关系：纯电感电路电压和电流的大小关系：fLLXL2LLIXU tIisinm有效值（或最大值）符合欧姆定律有效值（或最大值）符合欧姆定律纯电感电路电压和电流的相位关系：)90sin(LmtUu电压超前电流90或电流滞后电压90UI如果一个复数乘以如果一个复数乘以j以后，其复角要增加以后，其复角要增加90，如果把感抗写成复数的的形式：如果把感抗写成复数的的形式：注意，感抗不是交流电，不能写成相量注意，感抗不是交流电，不能写成相量。

6、fLjLjjXZLL2IIIUfLjLjZLL2即纯电感电路中，电压电流相量和复感抗即纯电感电路中，电压电流相量和复感抗符合欧姆定律。符合欧姆定律。LLjXZ 跳转到第一页U=LI=2f LI=IXL称为电感元件的称为电感元件的简称简称感抗与哪些感抗与哪些因素有关？因素有关？XL与与频率频率成成；与；与电感量电感量L成成直流情直流情况下感况下感抗为多抗为多大？大？直流下频率直流下频率f=0，所以，所以XL=0。跳转到第一页u tUutIicossinLmLmtIUtItUiup2sinsincosLmLmL（1）瞬时功率瞬时功率 p瞬时功率用小写！瞬时功率用小写！ip=ULIsin2 ttu

7、i 关联关联,吸收电能吸收电能;建立磁场建立磁场;p 0u i 非关联非关联,送出能量送出能量;释放磁能释放磁能;p 0u i 非关联非关联,送出能量送出能量;释放磁能释放磁能;p 0u i 非关联非关联,吐出能量吐出能量;释放电能释放电能;p 0u i 非关联非关联,吐出能量吐出能量;释放电能释放电能;p 0p为正弦波，频率为为正弦波，频率为ui 的的2倍；在一个周期内，倍；在一个周期内，C吸吸收的电能等于它释放的电收的电能等于它释放的电场能。场能。跳转到第一页P=0，电容元件不耗能。，电容元件不耗能。1.电容元件在直流、高频电路中如何？电容元件在直流、高频电路中如何？Q反映了电容元件与电源

8、之间能量交换的规模。反映了电容元件与电源之间能量交换的规模。C2C2CXUXIUIQC2.电感元件和电容元件有什么异同？电感元件和电容元件有什么异同？直流时直流时C相当于开路，高频时相当于开路，高频时C相当于短路。相当于短路。L和和C上的电压、电流上的电压、电流，且具有，且具有L和和C都是都是它们都是在电路中都是它们都是在电路中都是跳转到第一页例2-6 已知电容C=0.2F，电容两端电压为Vtu)10sin(210试用相量形式求电流i。解：90552.011jjCjZccZIUc由得：10029051010CZUI所以：)100sin(22tiAIULCU跳转到第一页四、KCL的相量形式在正弦

9、交流电中，对任一节点，在任一时刻，流过该节点的电流相量之和等于零。表达式为：0I例例2-7 某一某一 正弦交流电如图正弦交流电如图2-8所示，已知电流所示，已知电流,452,45231II求求2I解：根据相量形式的解：根据相量形式的KCL定律定律312III把相量由极坐标形式转换为代数式：把相量由极坐标形式转换为代数式：2245sin245cos21jjI2245sin245cos23jjI22)22()22(312jjjIII90222IAti)90sin(42跳转到第一页五、五、KVL的相量形式的相量形式在正弦交流电路中在正弦交流电路中,在任一时刻在任一时刻,沿回路环绕一周沿回路环绕一周,组成回路所有的电压相组成回路所有的电压相量和为零量和为零.表达式为表达式为:0U例例2-8 某一正弦交流电路图某一正弦交流电路图2-9所示所示,已知电压已知电压VUVUVU902,02,452421求电压源求电压源U4UU解：（1）根据相量形式KVL定律对BCDEB回路列方程得0342UUU423UUU4522290202j（2）根据相量形式KVL定律对ABEFA回路列方程得031UUU022022)22()22(45245231jjjUUU跳转到第一页作业：作业：n4月6日作业：40页 2-1n4月11日作业：40页2-2n4月18日作业：40页2-3；2-4