中职《电工技术基础与技能》（机工版·第3版）同步教学课件：6.7 RLC 串联电路、6.8 LC并联电路(共17张PPT)

(课件网) 电工技术基础与技能 第六章 在电工技术中，有些设备需要将电感线圈和电容器串联起来应用。如单相电动机的起动绕组，利用绕组与电容器串联来改变电流的相位，以达到电动机起动的目的；在电子电路中，应用LC 串联可组成谐振电路，广泛应用于选频与滤波。因为电感线圈中又含有电阻，即研究R、L、C 串联电路有着实际意义。 6.7 RLC 串联电路 6.7.1 电流与电压的关系 电工技术基础与技能 第六章 【实验导入 】 实验电路如图6-41所示，将电阻、电感、电容，三个元件串联后接到交流电源 上。将电源的输出调整为200V，分别测得UR=111.2V，UC=178.6V，UL=18.7V。显然 UR+ UC + UL >>U， 即三个电压不是代数相加的关系。下面我们从理论上进行分析。 电工技术基础与技能 第六章 【 R、L、C 串联电路分析】 电工技术基础与技能 第六章 由上式可以看出，RLC串联电路总电压的有效值与分电压 的有效值遵从直角三角形关系，而不是代数和的关系。 a) 电压三角形 b) 阻抗三角形 图6-44 U、Z 三角形 电工技术基础与技能 第六章 电工技术基础与技能 第六章 6.7.2 阻抗之间的关系 由以上分析，可总结出电路的三种性质为： （1）当电路的感抗大于容抗，即XL﹥XC，X﹥0，φ﹥0，UL﹥UC ，电路的总电压超前电流一个φ角，电路呈感性，矢量图如图6-45a所示。 （2）当电路的感抗小于容抗，即XL ﹤ XC ，X﹤0，φ﹤0，UL ﹤ UC ，电路的总电压落后电流一个φ角，电路呈容性，矢量图如图6-45所示。 电工技术基础与技能 第六章 6.7.3 电路的三种性质 电工技术基础与技能 第六章 （3）当电路的感抗与容抗相等，即XL = XC ，X = 0，φ =0，UL = UC ，此时电路中的总电流和总电压同相位，电路呈阻性，这种状态称为串联谐振，矢量图如图6-45所示。电路处于谐振状态具有许多特点，在电子工程上得到广泛应用。 电工技术基础与技能 第六章 【例】 图6-42 电工技术基础与技能 第六章 活学活用—RLC串联电路 【案例———电动机绕组移相】 案例叙述 图6-46a所示是单相电容式异步电动机外形图。该电动机并联有两个绕组（N1、N2）， 一个是起动绕组，一个是工作绕组。两个绕组的电流相位差必须在90°左右，才能产生旋转磁场，使转子发生转动。 在电感电路中串联电容，可起到良好的分相作用。 （a）外形 （b）原理图 （c）向量图 电工技术基础与技能 第六章 【案例分析】图6-46b是原理图，N2绕组因为串联上一个电容，使其相对于N1绕组产生90°相位移，图6-46c是相量图。当定子绕组加上50Hz交流电时，在定子表面产生旋转磁场，驱动转子转动。 通过在绕组上串联电容器，起到了分相作用，使两个绕组中电流相位不同，解决了单相 异步电动机的起动问题。 在交流电路中工作的电器，很多都属于感性负载。由于感性负载电流的相位角落后于电压的相位角，从而造成电网电能的浪费。因为电容器电流的相位角超前电压90°电角度，当将电容器与感性负载并联时，正好补偿电感中电流落后电压的电角度，可减小总电压与总电流的相位差，减少电网电能的浪费。 6.8 LC并联电路 图6-47所示为感性负载与电容器并联电路。将感性负载用电阻和电感串联来等效，此电路实际是RL串联后再与C并联电路。由于并联电路各支路所加的为同一电压，以电压为参考量分析较为方便。设电压按正弦规律变化，即 u=Umsinωt 电感支路中的电流有效值为 1.电压与电流的关系 该支路电流在相位上落后电压u一个φ1角， 其值为 电容器支路中的电流有效值为 该支路中电流 I 在相位上超前电压U 90°。由于图6-47中两条支路中电流相位不同，所以总电流的有效值I不等于两条支路中电流有效值的代数和，而应是它们的相量和，即 图6-48 相量分析图 根据分解图6-4 ... ...