纯电感电路.ppt
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,5-4纯电感电路,课前热身,只考虑电阻作用的电路称为纯电阻电路。
纯电阻电路中电流与电压同频率同相。
课前热身,纯电阻电路瞬时功率和平均功率的计算表达式?
瞬时功率:
平均功率:
课前热身,当线圈中电流发生变化时,线圈中就会产生感应电动势,这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化,这种由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现像称为自感现像。
纯电感电路,由电阻很小的电感线圈组成的交流电路,先接通6V直流电源,可以看到HL1和HL2亮度相同。
再改接6V交流电源,发现灯泡HL2明显变暗,这表明电感线圈对直流电和交流电的阻碍作用是不同的。
对于直流电,起阻碍作用的只是线圈的电阻;对于交流电,除了线圈的电阻外电感也起阻碍作用。
电感对交流电的阻碍作用称为感抗,用XL表示。
感抗的单位也是。
感抗的大小与哪些因素有关呢?
(1)线圈的自感系数越大,感抗就越大。
(2)交流电的频率越高,线圈的感抗也越大。
感抗的计算式为XL=2fL=L,虽然式中感抗和电阻类似,等于元件上电压与电流的比值,但它与电阻有所不同,电阻反映了元件上耗能的电特性,而感抗则是表征了电感元件对正弦交流电流的阻碍作用,这种阻碍作用不消耗电能,只能推迟正弦交流电流通过电感元件的时间。
直流情况下感抗为多大?
直流下频率f=0,所以XL=0。
L相当于短路。
频率越大,电感感抗越大,对电流的阻碍作用也就越大。
特点:
通直流、阻交流;通低频、阻高频。
电感对交流电的阻碍作用,可以简单概括为:
通直流,阻交流,通低频,阻高频。
因此电感也被称为低通元件。
思考讨论,有一电源,里面含有两种成份的电流,一是交流电,另一是直流电,请思考怎样去掉输出电流中交流成分,而只保留直流成分呢?
单纯的采用电感线圈效果并不好,一般用据此原理做成的一种电子器件扼流圈。
扼流圈,低频扼流圈:
通直流、阻交流,高频扼流圈:
通低频、阻高频,常见扼流圈,1、纯电感电路只含有电感的交流电路叫纯电感电路。
2、纯电感电路中电压与电流大小的关系,实验原理图,单位:
V,A,数量关系,即纯电感电路欧姆定律的表达式:
感抗只是电压与电流最大值或有效值的比值,而不是电压与电流瞬时值的比值,即,这是为什么呢?
在纯电感电路中,电流与电压成正比,与感抗成反比,相位关系,设电流i为参考正弦量,电压u的瞬时值表达式为,电压比电流超前90,即电流比电压滞后90。
(1)瞬时功率p:
等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积。
则,p=ULIsin2t,ui同相,吸收电能;储存磁能;p0,ui反相,送出能量;释放磁能;p0,ui同相,吸收电能;储存磁能;p0,ui反相,送出能量;释放磁能;p0,电感元件上只有能量交换而不耗能,为储能元件,结论:
p为正弦波,频率为ui的2倍;在一个周期内,L吸收的电能等于它释放的磁场能。
三、电感的功率,P=0,电感元件不耗能,
(2)平均功率(有功功率)P,1.电源电压不变,当电路的频率变化时,通过电感元件的电流发生变化吗?
无功功率QL反映了电感元件与电源之间能量交换的规模。
(3)无功功率QL:
(单位为乏、Var),2.能从字面上把无功功率理解为无用之功吗?
f变化时XL随之变化,导致电流i变化。
不能!
为了衡量电源与元件之间能量交换的规模,引入无功功率的概念。
所谓无功功率,就是吸收电能转换成磁场能的那部分功率。
第四步答:
第三步得出结论?
第二步求当频率500HZ时的感抗?
第一步求自感系数L?
已知一个电感线圈通过50Hz的电流时,其感抗为10,电压和电流的相位差为90度。
试问:
当频率升高至500Hz时,其感抗是多少?
从计算结果可得出什么结论?
思考练习,例题分析,已知一电感L=80mH,外加电压uL=50sin(314t65)V。
试求:
(1)感抗XL,
(2)电感中的电流IM,(3)电流瞬时值iL。
解:
(1)电路中的感抗为XL=L=3148010-325
(2)(3)电感电流iL比电压uL滞后900,则i=2sin(314t250)A,小结,1、电感对交流电的阻碍作用叫感抗。
其中XL、L、f单位分别为欧()、亨(H)、赫(Hz),2、扼流圈,3、纯电感电路欧姆定律,4、纯电感电路电流与电压周期相位关系,电压超前电流90O相位角,周期相同。
平均功率P=0,无功功率QL=ULI=I22,课后练习,C,B,答:
不是的,电压超前电流90度只表示相位差,不表示先后。
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- 电感 电路