电学基础知识完整版ppt课件全套电子教案整套教学教程（必威体育精装版）.ppt

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2021-07-15 发布于辽宁
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第四节串联正弦交流电路电路的相量图如图5-25所示。三、RLC串联正弦交流电路电阻、电容和电感的串联电路简称为RLC串联电路，如图5-26 (a)所示。这是一种实际应用中常见的典型电路，如供电系统中的补偿电路，单向异步电动机的启动电路和电子技术中常见的串联谐振电路等都是RLC串联电路。前面我们所讨论的RL, RC电路也可以看成是RLC串联电路的特例。上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路根据基尔霍夫电压定律(KVL)，在任一时刻总电压u的瞬时值为: 1.电流与电压的关系为了求出电压u，作电路的相量图如图5-26 (b)所示。串联电路的电流相同，以电流为参考正弦量，对分析串联电路一般较为方便。如图5-26 (b)中，设UL UC。即XL XC,由相量图可以看出电感电压和电容电压相位相反，我们把电感电压和电容电压之和称为电抗电压，用ux表示: 上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路如图5-26b所示组成电压三角形，由它们可以求出总电压的有效值: 上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路从相量图还可以得到端电压超前于电流的相位差，即电路的阻抗角: 上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路上式称为阻抗三角形关系式，Z叫做R-L-C串联电路的阻抗，其中X =XL-X。叫做电抗。阻抗和电抗的单位均是欧姆(Ω)。阻抗三角形的关系如图5-27所示。上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路 3.电路的功率和功率因数在RLC的串联电路中的瞬时功率是三个元件的瞬时功率之和，即在RLC的串联电路中，只有电阻元件消耗功率，电阻元件消耗的功率就等于电路中的有功功率，即: 上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路电路中的电感和电容元件要与电源交换能量，相应的总电路的无功功率就是电感和电容上的无功功率之差.即: 在交流电路中，电压有效值与电流有效值的乘积是视在功率，所以在RLC电路中同样适用，所以有: 上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路有功功率、无功功率和视在功率之间组成功率三角形，如图5-25 (b)所示。在这里功率因数的定义同样适用，所以在RLC电路中的功率因数为: 例5-11在电阻、电容和电感串联的电路中，已知R =20Ω, L = 10mH, C =10μF, u =50*1.414 sin ( 2500t+30°)V。试求: 上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路 (1)电路的感抗、容抗和阻抗; (2)电压与电流的相位差; (3)电路的电流I，并写出解析式; (4)电阻上的电压Ux、电感上的电压UL、电容上的电压Uc，并写出它们的解析式; (5)作出相量图，并分析电路的性质。上一页下一页返回第四节串联正弦交流电路 (5)相量图如图5-28所示。因为φ=-36. 8° 0，所以电路呈电容性。上一页返回第五节谐振电路所谓谐振，是指在含有电容和电感的电路中，当调节电路的参数或电源的频率，使电路的总电压和总电流相位相同时，整个电路的负载呈电阻性。这时电路就发生了谐振。谐振分为串联谐振和并联谐振。一、串联谐振电路 1.串联谐振的条件在含有电感和电容的交流电路中，在一定的条件下，电路的端电压与电流同相的现象，叫做谐振。谐振现象广泛应用于无线电技术和有线通信方面，但在某些场合又必须防止发生谐振。在RLC串联电路发生的谐振叫做串联谐振。在上一节中已经提到，当XL = X。时，即电路的感抗和容抗相等时，电路的端电压和电流同相，发生谐振，所以串联谐振的条件是: 下一页返回第五节谐振电路由此可见，在电源的频率、电路的电感、电路的电容三者之中，任意调节一个都可使三者之间满足谐振条件，达到谐振。我们把调节达到谐振的过程叫做调谐。 (1)在电路的参数L, C一定时，通过改变电路的频率进行调谐，由式(5-57)可得，达到调谐所需要的电源角频率为: 上一页下一页返回第五节谐振电路上式中的to又叫做电路的谐振频率，也叫固有振荡频率，因为在电路的参数L, C一定时，电路要达到振荡所需要的频率是固有的。 (2)当电源的频率一定时，通过改变电感或电容调谐，则要使电路达到谐振所需的电感或电容为: 上一页下一页返回第五节谐振电路在实际的电路中，若是不想电路发生谐振，可选择电路的参数L, C和电源的频率f之间不满足上述条件，从而达到消除谐振的目的。 2.串联谐振的特.点电路