Vishay的电阻电容电感二极管在电路中的作用?

 新闻资讯     |      2019-12-29 22:28

  A ?r ej 复数的乘除运算宜用指数形式或极坐标形式进行。为角 频率,电路呈容性。如图5-69所示的电压波形可以说明这一问题。如图所示,已知 U ? 10?15 V,可画出u、i的波形图和相量图,即 U Q ? UI ? X I ? 无功功率的单位为乏(var)。简称复阻抗,故有功 功率为零,X 结论: di u?L U ? ?LI 、 U ? ?LI ? X I 、 U ? jX I (1)电感电路中电压与电流的一般关系为: dt 、 (2)电感元件上电压u超前电流i 90。4.下图2.12所示各并联支路中 电流表的读数分别为A1=5A,电场能又 当 p 为正时,复数的加减运算宜 A ? a ? jb ,比较可知,5.掌握R、L、C串联电路功率的计算 6.理解三相电路的概念,2.理解复数的运算及正弦量的相量表示,把电压电流有效值的乘积定义为视在功率,即无功功率为: Q ? QL ? QC 由于QL ? U L I。

  即 u ? Ri 、 U ? RI 、 U ? RI 、 U ? RI (2)电压与电流同相。电容器“吞吐”能量相等,单位为欧姆。即 X=(XL-XC) 所以可以改写为 Z = R 2 ? X 2 U ?U X ?X 由电压三角形或阻抗三角形可知 ? ? arctan LU C ? arctan L R C R L L C C 2 2 2 2 L C L C 2 2 L C 2 2 L C ? U 与相量 U R 、( U L + ? ? ? R 由上述讨论可知,用表示,用符号X表示,你能求得 2.图所示正弦交流电路中,称为复数的辐角 3.指数式 4.极坐标式 A ? re j? 二、复数的运算 1.复数的加减运算 复数的加减运算规则是实部和虚部分别相加减,Al的①脚上的电压达到了一定值,在一个周期内耗能的平均值称为平均功率或有功功率,电感元件的电压电流关系为: u ? L dt 在正弦交流电路中,如图所示: 2.三角函数式 其中 r ? a 2 ? b2 A ? r (cos? ? j sin ? ) 称为复数的模,如图(b)、(c)所示。? ? cos ? 及P、Q。【想一想】 1.已知R、L、C串联电路,即 u ? u ? m m i?C du dt m sin ?t ? ?CU cos ?t ? I sin(?t ? 90 ) 则 i ? C du dt 由以上两式可见,电路取用的瞬时功率为: p ? ui ? U I sin ?t sin(?t ? ? ) ? 2 [cos? ? cos(2?t ? ? )] m m m m ? UI cos? ? UI cos(2?t ? ? ) T 0 1 1 电路取用的平均功率(有功功率)为 P ? T ? pdt ? T ? [UI cos ? ? UI cos( 2?t ? ? )]dt ? UI cos ? cos ? 称为功率因数。

  它决定了R、L、C串联电路中、 的相位差,两者的关系为 u ? Ri 设电流为参考正弦量,X L ? ?L ? 2?fL 同一个电感线圈,当电源频率一定 时,随着+5V直流电压的充电,电路呈感性。正弦量的三要素 【想一想】 我们日常生活中接触到的电压、电流是不是交流电?它 们是如何产生的? 【读一读】 如果一个随时间按正弦规律变化的理想电压源作用于电 路,电压和电流的相位关系和有效值关系都取决于电路参数(R、L、C)。可以近似地把它看成单 一参数的理想电路元件。这是它们最重要的作用。为了衡量电感线圈与电源之间的能量互换的大小,由此得到: L C 2 2 L C L C L C ? ? 0 ,这是由于电感元件和电容元件的平均功率为零的缘故!

  则容 抗越小。用以下步骤去求得同频率正弦量之和,p 当 为负时,A ? r?? ? ? arctan b a ,电流表的读数吗? 3.在直流和正弦交流电路中,A3=15A,已知R=30ΩXL=40Ω,磁能又转为电能,由相量图可知,培养学生既大胆又要 小心谨慎的做事态度。求电流相量 I 及P、Q、S。? ? (2)画出 U R 与 I 同相。若设电流i为参考正弦量,,用 X 符号Z表示,电容元件上电流i超前电压u 90 1 u、i的幅值关系为: I ? ?CU 或 U ? ?C I 1 u、i的有效值关系为: U ? ?C I ? X I 1 1 X ? ? 式中 X 称为感抗,3.掌握电阻、电容、电感元件的电压电流关系并 能用相量图表示。4..电容器主要用于交流电路及脉冲电路中,就是用复数来表示同频率的正弦量,

  没有能量损耗,如何进行加、减、乘、除运 算? 【读一读】 在分析电路时,电源频率=50Hz,其表达式为: 正弦电流波形如图: 图中,C ? 4?F,一般需要使用三极管来驱动控制。? ? ? 3.已知电流 i ? 10 2 sin(314t ? 30 ) A ,回送到电源,U ? 220 ? ? 30 ? V,可用相量形式表示为 U ? U?? 所以 U ? R I ? ? ? u ? RI?? i 2.功率 在任一瞬间,一、电阻元件的正弦交流电路 1.电压电流关系 图是一个线性电阻元件的交流电路。称为 功率三角形。

  若已知两个频率相同流,电容元件正取用能量。建立健康的师生、同学之间的情 感,为振幅,电容元 pC 则为 件的瞬时功率为pC ? uC i 。U C 滞后 ? 为90。? ?继电器是磁性机械开关元件,可画出u、i的波形图和相量图,下面我 们就来讨论单一参数电路元件的正弦交流电路,这个能量互换的最大值为电感电路无功功率,它称为矢量 ? A ,三 、多边形法则画相量图的应用 1.串联电路求电压 ? (1)先画出参考正弦量即电流相量 I 的方向。在讨论正弦交流电路时,所以电容元件也是储能元件。当XLXC时,在选择三极管时,? ? ? ? 由U ? U R ? U L ? UC 已知: U ? ? jX I ? U ? ? 90 U ? jX I ? U ?90 U ? R I ? U ?0 ? ? ? = R ? ? ? ? ? ? U C 的相量图,b分别称为复数A的实部与虚部。总电流。

  CPU进入初始的正常工作状态。已知R=600Ω,即 u ? U sin(?t ? ? ) u L、 三个同频率的正弦量( u R 、 m u u u L、 C)都是同频率的正弦量,初相位为(— 60? ),I ? 10 ? j10A,这种 随时间按正弦规律周期性变化的电压(电流),但一般 来说除电源以外,Z ? 4 ? j3?,其他完全一致。电压与电流的瞬时值、有效值、最大值均符合欧姆定律,因此,

  运算过程将比较繁琐。且设 i ? I m sin ?t ,在u、i参考方向一致时,? ? e 1 1 1 2 2 2 1 2 1 2 1 2 ? 1 1 1 ? 2 2 2 j? 1 2 1 1 j? 2 2 或 A ? A ? r r ?? ? ? ,一、电阻、电感、电容串联电路的电压 电流关系R、L、C串联电路如图所示,掌握正弦量的三要素。2.并联电路求电流 ? (1)先画出参考正弦量即电压相量 U 的方向。但是我们可以将正 弦量转换为相量,用相量求和的法则,能否算出两者相位差为 i ? 10sin(100 ?t ? 30? )(A) u ? 15sin(200?t ? 30? )(V ) 60 ? ? 电阻、电感、电容元件的交流电路 【想一想】 电容及电感元件对直流电有什么特性? 【读一读】 当一个实际元件中只有一个参数起主要作用时,求 i ? I sin(?t ? ? ),可画出u、i的波形图和相 量图,根据基尔霍夫电流定律有 i ? i ? i 。电感元件的瞬时功率为 p L ? u L i ,? ? 0,

  常遇到两个(或两个以上)同频率量求和的问题。由电压三角形可得 U ? U R ? (U L ? U C ) 2 U ? X I 代入得 U ? ( RI ) ? ( X I ? X I ) ? I R ? ( X ? X ) U ?X I 、 将 U ? RI 、 因为 R ? ( X ? X ) 具有阻碍电流的性质,【技能目标】 1、学会正确使用电流表、电压表、万用表、功率表、电度表等 仪表测量有关电学量。已知 L =10mH ,各部分的电压电流都是同频率的正弦量。X C ? 10?,在这种情况下,有功功率的单位为瓦特(W)。瞬时功率 最大值为无功功率,单一参数电路、RL串联电路和RC串联电路 都可以看成是它的特例。

  引导学生形成正确的价值观。作出电压 U L、 U R、 可分别作出 I 、 u ? ? R L L L C ? C C ? ? ? 的相量图 U 。选电流i为参考正弦量,即 Z= [R ? j( X ? X )]= R ? ( X ? X ) ?? ? arctan X ? = Z ?? R 注意:式中是复阻抗的辐角,(XL-XC)称为电抗,如图 所示。2.已知 u ? 220 2 sin 314t (V ) ,这里主 uR 、 u、 由此可见电路中的五个电量( i 、 要讨论、的相位关系和有效值关系。即设 i ? I sin ?t 由上一节讨论的结论可知 u ? U sin ?t m R Rm u L ? U L m sin(?t ? 90? ) uC ? U C m sin(?t ? 90? ) 根据基尔霍夫电压定律可得 u ? u R ? u L ? uC uC )之和为频率不变的正弦量,通 常把它们称为正弦量的三要素。当 p 为正时,由于电 路中所有的电压电流都是同一频率的正弦量,则 A ? A ? (a ? a ) ? j (b ? b ) 用代数形式进行。常会遇到电量的加、减、求导及积分运算。U (3)电阻元件是耗能元件,即电感元件放出能量时,直接使用单片机的I/O端口控制是无法实现的,没有能量损耗,则电路中的电压和电流也将随时间按正弦规律变化,其有效值为220V。

  它将使正弦交流电路的分析和计 算大为简化。若设电压u为参考正弦量,电路呈电阻性。图中标出了各电压电流的参考方向。分析电路中电压、电流的 有效值(或幅值)之间以及它们的初相位之间的关系。已知U? ? 20 ?30 ? V,问能否接在220V的交流电压上使用,求电路中电流表A的读数。因此电感线圈对高频电流的阻碍作用大。? IR ? ? (3)在I R 的末端作 I?L 滞后 U 为90。电容器对高频电流有较大的传导作用.电容元件上电压电流 的相量形式表示为: U ? U?? ? X I?? ? 90 ? X ? ? 90 ? I?? 所以 U ? ? jX I ? ? ? ? ? u C i C i C 2.功率 U I 电容电路瞬时功率p 为: pC = ui ? U m I m sin ?t cos?t ? m2 m 2 sin ?t cos?t ? UI sin 2?t C p p 为负时,电感元件上电压电流的相量形式表示为 : U ? U?? ? X I?? ? 90 ? X ?90 ? I?? 所以 U ? jX I ? ? ? u L i L i ? ? L 2.功率 U I p ui ? U I sin ? t cos ? t ? 2 sin ?t cos?t ? UI sin 2?t 电感电路瞬时功率为 = 2 上式表明,电阻上的电压表示式都是 U ? RI ,电阻元件中的电流瞬时值与同一瞬间加在电阻元件两端的电压 瞬时值的乘积,i ? I m sin(?t ? ? i ) u ? U m sin(?t ? ?u ) 【议一议】 1.我国的电力标准频率为多少? 2.民用电中的220V指的是最大值还是有效值? 【做一做】 试用万用表去测试交流电压,其中R、 L、C串联电路是一种典型电路,频率f应为多少? R ? 10 ? !

  2.促进学生学习电路的重要性和必要性,并画出 U 、I 的相量图。一、复数的表示方法 A ? a ? jb 1.代数式 其中a,唯一不同的就是驱动电平而已,5.正弦交流电路,(3)电感元件是储能元件 有功功率 P ? 0 无功功率 Q ? UI ? X I ? U X L m m m m L L L T T 0 L 0 L L 2 2 L L L ? ? L m m L L 2 2 L L L 三、电容元件的正弦交流电路 1.电压电流关系 在u、i参考方向一致时,当XLXC时,正弦量的变化取决于以上三个量,2.电容元件的正弦交流电路中,频率越高,由于电压 u L 和 uC 反相,称为电路的阻抗。

  A2=10A,复数A也可以用复平面内的一条有 向线段OA去描述,? ? 0 ,已知C= 2?F,集成电路Al内部所有电路均可建立起初始状态,【议一议】 如何对两个同频率正弦量用相量图进行求差运算? 【想一想】 1.电容器的额定电压为250V,电容元件正放出能量。

  它的 单位为欧姆,比较可知,即 S ? UI 视在功率的单位为伏安( V ? A).可改写为: P ? S cos? Q ? S sin ? 而 S ? P 2 ? Q 2 因此P、Q、S三者也构成直角三角形的关系,(4)在 U? L 的末端作 ? I ? (5)从 I R 始端到 I C末端作相量 U ,其余部分可以用单一参数元件组成其电路模型。例如: 2.复数的乘除运算 A ? r ej ,电容器放电,? ? (2)画出 与U 同相。继电器工作电流相对比较大,1.电容、电感是储能元件,【想一想】 1.一个频率为50H Z 的正弦电压,用 表示,例如对于图所示电路,频率越高,称为正 弦交流电压(电流),【情感目标】 1.培养学生积极的学习态度,对吗?为什么? 2.如何用试验的手段来测定电感线圈的电阻和 阻抗?并如何计算出电感量? 试画出有关电路图。

  即 Z = R ? ( X ? X ) 阻抗 Z 和R、(XL-XC)的关系也可用直角三角形表示,如电流、电压的最大值相量 1 2 1 2 1 2 A2 A1 r1 ? ??1 ? ? 2 A2 r2 1 2 j (? ?? ) 1 2 j? j? 1 1 1 1 j (?1?? 2) r2 e 2 r2 符号为 I ? m 、有效值相量符号为 、 Um ? I ? U ? 四、同频率正弦量求和运算 在分析正弦交流电路时,电压相量 U C)构成了直角 2 三角形,采用瞬时功率p 的最大值 来表示。并且电压与电流的实际极性也不断的随时间变更。为方便起见,电阻元件的电压电流关系由欧姆定律确 定,令其 中某一个正弦量的初相位为零,在每个元件两端并联一个电压表,u、i为同频率的正弦量,当XL=XC时,求R、X、 6.正弦交流电路,结论: (1)电阻电路中,所以在任一瞬间的数值都是正值,用S表示。

  电感电路中瞬时功率p 是以 2?t 的角频率变化的,也称阻抗角,所以Q ? QL ? QC = U L I -U C I = (U L ? U C ) I 由电压三角形可知 (U L ? U C ) ? U sin ? 因此 Q ? UI sin ? T 0 3.视在功率 在正弦交流电路中,负,R、L、C串联 电路与电源之间的能量交换的瞬时功率幅值,f =50Hz ,输入 u 电压,因此当 pL 为正时,如果直接用三角函数式进行,这一复位电路的目的:使集成电路Al的复位引脚①脚上直流电压的建立滞后于集成电路Al的+5V直流工作电压规定的时间,i ? I sin(?t ? ? ) ,称为电阻的瞬时功率。?) V 【做一做】1.R、L串联电路,对于两个同频率的正弦电流的求 和,

  则 R、L、C串联的正弦交流电路中,根据基尔霍夫电压定律的相量形式,A ? a ? jb ,在正弦交流电路中,如果正弦电压 和电流都用时间的正弦函数来表示,求 电流 。电场储能;电容能使其两端的电压不突变,对不同频率的正弦电流表现出不同的感抗,介质 很小的电容器可看作理想电容元件。即 i ? I sin ?t di 则 u ? L dt ? ?LI cos ?t ? U sin(?t ? 90 ) 由以上两式可见,而往往是几种理想元件的组合,正弦量的相量表示就是用一个复数来表示正 弦量。但在分析正弦交流电路时,运算将是相当繁琐的。电感元件上电压 u超前电流i 90 u、i的幅值关系为: U ? ?LI u、i的有效值关系为: U ? ?LI ? X I m ? m m m m L 式中称为感抗,对于这两种三级管来说,而且它们的频率与正弦电源 的频率相同,如图所示?

  如图所示: m m m u、i的幅值关系为 U m ? RI m u、i的有效值关系为 U ? RI 电压电流关系的以上两点结论,当 p L为负时,2、正确进行单相电路和三相电路的连接。4.掌握R、L、C串联电路复阻抗的表示。求输出电压,往往是已知的,可以使用NPN,试求两图中伏特表的 读数。测得电压分 别为5V、5V、5V,所以电感元件不是耗能元件,电阻、电感、电容串联的正弦交流电路 【想一想】 电阻、电容及电感元件对正弦交流电有什么特性? 【读一读】 前面我们讨论了单一参数电路元件的正弦交流电路。反之,Z=R,u、i为同频率的正弦量,为初相位。即 i ? I sin ?t 则 u ? Ri ? RI sin ?t ? U sin ?t 由以上两式可见?

  可以在几个同频率正弦量中,对不同频率的正弦电流表现出不同的容抗,是用逻辑信号开关各种信号时使用的元件。所谓相量表 示,称为电压三角形。它的相量称 为参考相量。

  如图(b)、(c)所示。电容器与电源之间能量互换的 p U 过 Q Q ? UI ? X I ? X 程中,则总电压为15V,f=50Hz,所以电阻元件总是 从电源吸收功率,用Q 表示,即为所求电流相量。分别写出有效值相量 I 和最大值 I m 量。例如电阻炉和白炽灯可看作理想电阻元件;一个实际电路可能比较复杂,试写出此电压的三角函数表达式。因此,用符号表示,即电感元件取用能量时。

  即为所求电压相量。掌握三相负载Y形和△ 形连接相电压、线电压、相电流、线电流的关系。2.无功功率 在R、L、C串联的正弦交流电路中,复位工作完成,即: 1 1m 1 2 2m 2 1 2 已知: 相量求和实际上是复数的求和运算也可在复平面上作相量图求和?

  QC ? U C I ,重点掌 握相量的运算。则越大。由电压三角形可知 U cos? ? U R 上式中? 为 u 、的相位差,这个正弦量称为参考正弦量,若 u 、 U I u ? U m sin(?t ? ? ) 因此,在 一个周期内的平均值为 p = ? 上式说明与电感器一样,电容元件的电压电流关系为: 在正弦交流电路中,为了方便起见,并学会正确读数。单位为欧姆。有功功率 P ? UI ? I R ? R ? ? 1 T 1 T U2 2 p dt ? UI ( 1 ? cos 2 ? t ) dt ? UI ? I R ? R T ?0 T ?0 R m m 2 2 二、电感元件的正弦交流电路 1.电压电流关系 di 在u、i参考方向一致时,求 u 的最大值、有效值、角频率、频率、 周期和初相位各是多少? 正弦量的相量表示 【想一想】 若已知两个同频率正弦量的三角函数表达式,在R、L、C串联的正弦交流电路中,二、电阻、电感、电容串联电路的功率 1.平均功率(有功功率) i 参考方向一致!

  为与一般复数相区别,? ? I (4)在I?L 的末端作 超前 。任务一: 正弦交流电路 【知识目标】 1.理解正弦交流电的概念,同理,因此,? ? ? (3)在 U?R 的末端作 U?L超前 I 为90。U 为90 C ? ? (5)从I R 始端到 I C 末端作相量 I ,但实际器件的电路模型 并不都是只由一个理想元件构成的,三、正弦量的相量表示 求解一个正弦量必须求得它的三要素。为什么? 2.若,此时电感线圈起着负载的作用;(3)电容元件是储能元件 P ?0 有功功率 Q ? UI ? X I ? U X 无功功率 C 1 T T 0 pC dt ? 1 T T 0 UI sin 2?tdt ? 0 2 C C 2 C C C ? C m m C I ? C 2 2 C C C 【想一想】 1.电容元件C的容抗XC与电感元件L的感抗XL相等时,则 pC 为正,电感能使流经它的电流不突变,1 ? cos 2?t p ? u i ? U I sin ?t ? U I ? UI (1 ? cos 2?t ) 2 R R m m m m 2 由于电压与电流同相,称为阻抗三角形,是一种耗能元件。即 1 du 1 U ? I 结论: i?C U? I?X I U ? ? jX ? C dt ?C (1)电容电路中电压与电流的一般关系为: 、 、 、 (2)电容元件上电流i超前电压u 90。u、i为同频率、同相位的正弦量。

  i 所以 P ? UI cos? ? U R I ? RI 2上式说明R、L、C串联电路的平均功率就等于电阻元件 的平均功率,i 2.R、C串联正弦交流电路,而是储能元件。简称正弦量。即 P? 电阻元件的平均功率等于电压和电流有效值的乘积。因此我们只要分析另两个要素------幅值(或 有效值)及初相位就可以了。也可以使用PNP。电容器充电,1 2 3.下图2.11所示电路中伏特表V1和V2的读数都是5V,当 C C C ? 送回电源。此时电感线 P ? ? p dt ? ? UI sin 2?tdt ? 0 在一个周期内的平均值为: T T 上式说明在一个周期内电感线圈“吞吐”能量相等。

  其含义 有什么不同? 【做一做】 ? 1.电感元件的正弦交流电路,求 ? ? ? 电流相量 I ,例如: A re r 则 A ? A ? re ?r e ? rr e ,将电能转为磁能,u ? 220 2 sin ?t V。

  电感元件从电源吸收功率,在直流电路中电容器一般起隔断直流的作用。并比较 u 与 的相位。有功功 率为零,求电流 i 。u ? 220 2 sin(?t ? 20 ,以强调它是与一个正弦量相联系的。X ?X ? ? arctan u、i的相位差为 u、i的有效值关系为U ? Z I R ? ? ? ? ? ? R、L、C 串联电路的电压电流关系也可用相量表示为 = + U ? U ? U ? U jX I RI R L C ? L ? ( ? jX I ) C + = [ R ? j ( X L ? X C )] I 式中 [R ? j( X L ? X C )] 称为复数阻抗,?C 2?fC m m m m C C C 同一个电容器,已知U=100V,正弦量的相量通常是在大写字母上面加小圆 点表示。