电工RL串联电路
课
:RL串联电路
教学目标:
知识目标:理解电压三角形、阻抗三角形、功率三角形并会用相量分析电
路。
能力目标:培养学生分析问题的能力。
情感目标:通过本节课的学习,激发学生对RL串联电路的学习热情。 教学重点:电压三角形、阻抗三角形、功率三角形
教学难点:RL串联电路的相位关系,会运用相量图进行相关的分析 教学方法:讲授法,分析法
教材处理:从学生熟悉的日光灯引入新课,分析RL串联电路,删掉功率因数的
讲解,这部分内容在以后的节次中会专门讲到。
教学过程:
一、复习各独立元件的主要特性引入新课。
师:日光灯是我们常见的物体,同学们知道它的电路图是怎样的吗,
其实日光灯是最常见的RL串联电路,它是把镇流器(电感线圈)和灯管(电阻)串联起来,再接到交流电源上,日光灯的原理图,如图(a)所示。
二、新授
(一)RL串联电路电压间的关系
师:同学们回忆一下,纯电阻和纯电感电路中,电压与电流的相位关系分
别是怎样的, ,
生:纯电阻电路中电压与电流同相,纯电感电路中电压的相位超前流 。2
师:大家说的很正确。所以RL串联电路各电压间相位不相同,总电流与总
电压的相位也不相同.
以正弦电流为参考正弦量,即 i,Isin,tm
则电阻两端的电压为 u,Usin,tRRm
,u,Usin(t,), 电感线圈两端的 电压为 LLm2
u,,uu 电路的总电压u为 RL
,,, 与之对应的电压有效值相量关系为 U,U,URL
,,,作出上式的相量图,如图(b)所示。 构成直角三角形,叫做电压三 UUURL
22角形,可以得到电压间的数量关系为 U,U,URL
UL,arctan,总电压的相位超前电流 UR
从电压三角形中,还可以得到总电压与各部分电压之间的关系
U,Ucos,U,Usin,RL
注:电压三角形不是相量三角形,不用标箭头。
RL串联电路的阻抗 (二)
将 代入下式中 U,IR,U,IXRLL
222222U,U,U,(IR),(IX),IR,X RLLL
UUI,, 上式整理后得 22zRX,L
22z,R,X 其中z称为阻抗, L
X将电压三角形的三边同时除以电流I,就得到电阻R、感抗 和阻抗Z组成的L阻抗三角形,阻抗三角形中Z与R的夹角叫 做阻抗角,也就是电压与电流的,
相位差。
XL,,arctan R
(三)RL串联电路的功率
将电压三角形三边同时乘以I,就可以得到由有功功率、无功功率和视在
功率(总电压有效值与电流的乘积)组成的三角形-----功率三角形,如下图所
示。
1.有功功率
电路中只有电阻消耗功率,即有功功率。
2 U2RP,UI,IR,,UIcos,R R
2. 无功功率
电路中的电感不消耗能量,它与电源之间不停的进行能量交换,感性无功
2U2LQ,UI,IX,,UIsin,功率为 LLLXL
3. 视在功率
视在功率
示电源提供总功率的能力,即交流电源的容量。视在功率用S
S,UI表示,它等于总电压U与电流I的乘积,即
22QL从功率三角形可得到P、,S间的关系,即 S,P,QL
QL,阻抗角 的大小为 ,,arctanP三、例题讲解
讲解第147页的例3
通过例题讲解使学生加深对所学知识的理解. 四、小结
电压三角形、阻抗三角形、功率三角形
P1,2五、布置作业 48
RL串联电路教学
所在班级:11(8)
讲课人:王岁鑫
时间:2012.4.11