汽車電工電子技術(shù)課件 項(xiàng)目二-任務(wù)2 單一參數(shù)的正弦交流電路

汽車電工電子技術(shù)項(xiàng)目二汽車交流電路分析單一參數(shù)的正弦交流電路任務(wù)2任務(wù)描述在交流電路中，電阻、電感、電容分別會(huì)呈現(xiàn)出不同的特性，同時(shí)需經(jīng)常使用示波器對(duì)不同元件的電壓、電流進(jìn)行檢測(cè)，通過示波器可以直觀的觀察不同元件的波形（形狀類型、幅值、頻率、周期、相位等）。

任務(wù)引導(dǎo)1.電阻、電感、電容元件上分別通過交流電和直流電有什么區(qū)別？2.電容充放電的過程是什么樣的？請(qǐng)思考：

交流電路一般均受電阻、電感、電容這三個(gè)元件的影響，而這三個(gè)元件對(duì)交流電路的影響又各不相同。因此需掌握單一元件（電阻、電感、電容）在交流電路中電壓與電流的特性關(guān)系，如純電阻電路、純電感電路、純電容電路。一、單一參數(shù)的正弦交流電路（電阻、電感、電容元件在交流電路中的特性）所謂純電阻電路就是在交流電路中只具有電阻性元件的電路。例如，白熾燈、電阻爐等組成的交流電路就可看成是純電阻電路。如下圖所示，圖中所標(biāo)的電壓、電流的方向是指它們的參考方向。一、單一參數(shù)的正弦交流電路

純電阻電路1.電阻元件的交流電路特性（1）電壓與電流的關(guān)系設(shè)電壓為

，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流為式中

上式兩邊同除以得到有效值之間的關(guān)系

一、單一參數(shù)的正弦交流電路

由上述分析可知，在交流電壓作用下，電阻中通過的電流是與電壓同頻率的正弦交流電流，電流與電壓同相位。通過電阻的電流有效值等于電阻兩端電壓有效值與電阻值之比（最大值也如此），仍保持歐姆定律的形式。1.電阻元件的交流電路特性下圖是它們的曲線圖和相量圖一、單一參數(shù)的正弦交流電路純電阻電路中電流、電壓、功率的曲線圖及電壓、電流相量圖1.電阻元件的交流電路特性（1）電壓與電流的關(guān)系（2）功率

1）瞬時(shí)功率

一、單一參數(shù)的正弦交流電路把電流和電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式代入，可得交流電通過電阻所產(chǎn)生的功率是隨時(shí)間而變化的，在某一時(shí)刻所產(chǎn)生的功率稱為瞬時(shí)功率。瞬時(shí)功率等于電壓瞬時(shí)值與電流瞬時(shí)值的乘積，即由式可知，瞬時(shí)功率包括兩部分，一部分是常量，另一部分是交變量在任何時(shí)刻，電阻總是吸收電源供給的電能，并把它轉(zhuǎn)化為熱能。1.電阻元件的交流電路特性（2）功率

2）平均功率

一、單一參數(shù)的正弦交流電路由于瞬時(shí)功率不斷變化，不便于計(jì)算，所以一般用瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值來表示功率的大小，稱為平均功率，又稱有功功率，用大寫字母P表示電阻取用的功率（有功功率）等于電阻兩端電壓的有效值與通過電阻的電流有效值的乘積。有功功率的單位是瓦[特]（W），常用功率有千瓦[特]（kW）、毫瓦（mW）。工作中常說的20W的燈，45W的電烙鐵，是指有功功率。1.電阻元件的交流電路特性例2.16

的電阻接在V的交流電源上，求通過電阻的電流瞬時(shí)值、有效值及其有功功率一、單一參數(shù)的正弦交流電路解：1.電阻元件的交流電路特性一、單一參數(shù)的正弦交流電路1.電阻元件的交流電路特性例2.17220V、60W的白熾燈接在

V的交流電源上，求通過白熾燈的電流瞬時(shí)值、有效值。解：白熾燈的電阻A或把電感線圈接到交流電源上，當(dāng)線圈的電阻及分布電容非常小時(shí)，可略去不計(jì)，則此電路可認(rèn)為是純電感電路。一、單一參數(shù)的正弦交流電路2.電感元件的交流電路特性（1）電壓與電流的關(guān)系XL稱為線圈的感抗，單位為歐姆（

）當(dāng)通過線圈的電流是一正弦交流電時(shí)，則線圈兩端的電壓也必是同頻率的正弦交流電，并且電壓超前電流π/2；電流有效值等于電壓有效值與線圈感抗之比介質(zhì)電阻和分布電感影響很小，即電容起主導(dǎo)作用的電路稱為純電容電路一、單一參數(shù)的正弦交流電路3.電容元件的交流電路特性（1）電壓與電流的關(guān)系XC稱為電容器的容抗，單位為歐姆（

）當(dāng)電容器兩端加有正弦交流電壓時(shí)，通過電容器的電流為同頻率的正弦交流電，并且電流超前于電壓π/2，電流有效值等于電壓有效值與電容器容抗之比。二、電阻、電感、電容的串并聯(lián)實(shí)際上，僅僅含有一個(gè)元件的交流電路并不多見，而真正的純電阻、純電感、純電容電路也是不存在的。它們是一種理想的電路。常見的交流電路往往同時(shí)具有幾個(gè)元件，并按一定的方式聯(lián)結(jié)起來。然而任何一個(gè)實(shí)際的電路卻可以利用這些理想電路的串、并聯(lián)的組合來代替。下面分別對(duì)串、并聯(lián)電路進(jìn)行討論。1．電阻、電感、電容的串聯(lián)電路下圖為一電阻、電感、電容的串聯(lián)電路，電壓和電流的參考方向如圖所示二、電阻、電感、電容的串并聯(lián)R、L、C串聯(lián)電路設(shè)流經(jīng)電路中的電流為則根據(jù)基爾霍夫電