交流電路歐姆定律

1、分別接入導(dǎo)線、電阻、電容、電感；白熾燈泡的亮度有什么變化？,【思考】,在A、B兩端之間接入220V、50Hz的正弦交流電，將220V/40W的燈泡接入電路，然后在CD兩端之間分別接入導(dǎo)線、電阻（1kΩ）、電感線圈（1H）、電容（2uF/400V），閉合開關(guān)S，觀察燈泡的亮度變化。,第一節(jié) 電阻、電感、電容對(duì)交流電的阻礙作用,電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能,高等教育出版社,,【規(guī)律】歐姆定律,Ｒ,注１．電路的阻抗,,,,,,,,,電抗X的值決定著電路

2、的性質(zhì)。（1）當(dāng)Xl>Xc ，即X >0 時(shí)， 總電壓超前總電流，電路呈電感性；（2）當(dāng)Xl<Xc ，即 X<0時(shí)，總電壓滯后總電流，電路呈電容性； （3）當(dāng)Xl=Xc ，即X=0時(shí)，總電壓與總電流同相，電路呈電阻性,,,,,,注２.功率因數(shù),,,,,,,當(dāng)視在功率一定時(shí)，功率因數(shù)越大，用電設(shè)備的有功功率也越大，電源輸出功率的利用率就越高。功率因數(shù)的大小由電路參數(shù)（R、L）和電源頻率決定。,為了反映功率

3、的利用率，我們把有功功率與視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用λ表示:,,電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能,高等教育出版社,,一、計(jì)算感抗,感抗的大小XL與電源頻率成正比，與線圈的電感成正比。用公式表示為： XL＝?L＝2?fL式中：XL——線圈的感抗，單位是Ω（歐〔姆〕）；f——電源的頻率， 單位是Hz（赫〔茲〕）； ?——電源的角頻率，單位是rad/s（弧度/秒）;L——線圈的電感，單位是H（亨〔利〕）。,,我們把電感線圈對(duì)交流電的阻礙

4、作用稱為電感感抗，簡(jiǎn)稱感抗，用符號(hào)XL表示，單位是歐姆。,電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能,高等教育出版社,,一、電感的感抗,【例1】已知一個(gè)自感系數(shù)為10mH的電感線圈，接在頻率為50Hz的交流電中，其感抗為多少？接在頻率為1MHz的交流電中，其感抗又為多少？接在直流電路中的感抗呢？,職業(yè)相關(guān)知識(shí)： 電感線圈在交流電路中有“通直流阻交流，通低頻阻高頻”的特性。,容抗的大小XC與電源頻率成反比，與電容器的電容量成反比。用公式表示為：

5、 式中： XC——電容的容抗，單位是Ω（歐〔姆〕）； f——電源的頻率， 單位是Hz（赫〔茲〕）； ?——電源的角頻率，單位是rad/s（弧度/秒）; C——電容器的電容量，單位是F（法〔拉〕）。,電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能,高等教育出版社,,二、電容的容抗,我們把電容對(duì)交流電的阻礙作用稱為電容容抗，簡(jiǎn)稱容抗，用符號(hào)XC表示，單位是歐姆。,,,電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能,高等教育出版社,,二、計(jì)算的容抗,【例

6、2】已知一個(gè)10uF的電容器接在220V/50Hz的交流電中，其容抗為多大？接在頻率為100KHz的交流電中，其容抗又為多少？接在直流電路中的容抗呢？,職業(yè)相關(guān)知識(shí)： 電容器在交流電路中有“隔直流通交流，阻低頻通高頻”的特性。,電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能,高等教育出版社,,三認(rèn)識(shí)交流電的消耗,電阻、電感和電容是組成電路的三大基本元件。電阻是一種耗能元件，當(dāng)交流電通過電阻時(shí)，電阻對(duì)交流電的阻礙作用表現(xiàn)為，電能轉(zhuǎn)換為熱能消耗掉了。但電感和電容

7、與電阻不一樣。當(dāng)交流電通過電感時(shí)，電感線圈能夠把電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能儲(chǔ)存起來，電感對(duì)交流電的阻礙作用表現(xiàn)為，電感與電源之間不斷地進(jìn)行著磁場(chǎng)能與電能之間的轉(zhuǎn)換；當(dāng)交流電通過電容時(shí)，電容能夠把電能轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)能儲(chǔ)存起來，電容對(duì)交流電的阻礙作用表現(xiàn)為，電容與電源之間不斷地進(jìn)行著電場(chǎng)能與電能之間的轉(zhuǎn)換，它們并沒有真正消耗電能。因此，我們把電感和電容叫做儲(chǔ)能元件。,對(duì)應(yīng)于三個(gè)功率：有功功率（Ｐ）、無功功率（Ｑ）、視在功率,二、認(rèn)識(shí)有功與無功、視功,,,

8、,,,,,必須說明，無功功率不是無用功率。“無功”的含義是“交換”而不是“消耗”，是相對(duì)于有功而言的。,視在功率：表示電源提供的總功率（包括有功功率和無功功率），即交流電源的容量（通常指變壓器和發(fā)電機(jī)的容量）。視在功率用S表示，單位為VA（伏安），常用單位還有kVA和MVA,有用功率：指消耗掉的功率（一般負(fù)載標(biāo)明的功率），用Ｐ表示，單位Ｗ（瓦）,無功功率：指電容或電感元件上的功率，用符號(hào)QL表示，單位是Var（乏）,【課堂練習(xí)】,,,

9、,,,,,,,【例1】將電感為255mH、電阻為60的線圈接到 V的交流電源上。求（1）線圈的阻抗；（2）電路中的電流有效值和瞬時(shí)值表達(dá)式；（3）電路中的有功功率P、無功功率Q和視在功率S；（4）端電壓與電流之間的相位差。,【課堂練習(xí)】,,,,,,,,,【例2】把一個(gè)阻值為30Ω的電阻和電容為80uF的電容器串聯(lián)后接到交流電源上，電源電壓 V。求：（1）電容的容抗

10、；（2）電路中的電流有效值；（3）電路中的有功功率P、無功功率Q和視在功率S；（4）端電壓與電流之間的相位差。,【例3】已知某RLC串聯(lián)電路中，電阻為30Ω，電感為127 mH，電容為40µF，電路兩端交流電壓u=311sin314t V。求：（1）電路的阻抗值；（2）電流的有效值；（3）各元件兩端電壓的有效值；（4）電路的有功功率、無功功率和視在功率；（5）判斷電路的性質(zhì)。,【課堂練習(xí)】,,,,,,,,,,二、 提

11、高功率因數(shù)的意義和方法,,,,,,,,1．提高功率因數(shù)的意義,交流電路中，有功功率的大小不僅與電路中的電壓、電流大小有關(guān)，還與電路的功率因數(shù)有關(guān)。負(fù)載的功率因數(shù)介于0與1之間。,① 提高供電設(shè)備的能量利用率。② 減小輸電線路上的能量損失。,,二、 提高功率因數(shù)的意義和方法,,,,,,,,① 提高用電設(shè)備自身的功率因數(shù)。合理選擇和使用用電設(shè)備，避免大馬拉小車現(xiàn)象。如異步電動(dòng)機(jī)和變壓器，當(dāng)實(shí)際負(fù)荷比額定容量小得多時(shí)，其功率因數(shù)非常低。