交流电纯电容电路中的电功率三种状态
交流电纯电容电路中的电功率三种状态
功率主要有三种状态，分别是瞬时功率、有功功率、无功功率。
纯电容电路中的功率
瞬时功率
瞬时功率等于电压uc与电路ic的乘积（也就是任何时候的电容两端的电压乘以流通的电流，电功率计算公式：U·I=P），其变化规律如下图所示：
有功功率
从右图中可知，瞬时功率在一个周期内交替变化两次，两次为正，两次为负。则表明瞬时功率在一个周期内的平均功率值为零。它表明：在纯电容电路中，只有电容与电源进行能量交换，而无能量消耗，所以有功功率为零。它和电感元件相似是个储能元件。
无功功率
纯电容电路中瞬时功率的最大值叫做无功功率，它表示电容器与电源之间能量交换的规模，以Qc表示。
上述公式中：Qc：表示电容器的无功功率Var或Kvar（无功功率的单位千伏安）Uc：表示电容器两极间电压的有效值（V）Ic：表示纯电容电路中电流有效值（A）Xc：表示电容器的容抗（Ω）
电容功率计算题
题目：在纯电容电路中，已知电容器的电容C=500/πuF（微法），交流电频率f=50Hz，交流电压Uc=220V，求：Xc、Ic、Qc。
思路解析：这个题目给出的电容是微法，而容抗公式里面用的是法（F），所有先统一电容单位，C=0.000159法，然后通过容抗公式可以计算出此电容容抗为20Ω ，题中Ic 是大写，也就是有效值，根据公式Ic=Uc/Xc可计算出Ic=11A，然后通过功率计算工时Qc=UcIc即可计算出无功功率2420（Var）。
第1讲 电流 电阻 电功及电功率
[知识梳理] 知识点一电流欧姆定律 1．电流 (1)自由电荷的定向移动形成电流。 (2)方向：规定为正电荷定向移动的方向。 (3)三个公式
①定义式：I ＝q t ，公式中q 是通过导体横截面的电荷量。 ②微观表达式：I ＝nqS v ，n 是单位体积内的自由电荷数，q 是每个电荷的电荷量，S 是导体的横截面积，v 是自由电荷定向移动的速率。 ③决定式：I ＝U R ，U 是导体两端的电压，R 是导体本身的电阻。 2．欧姆定律 (1)内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比。 (2)公式：I ＝U R 。 (3)适用条件：适用于纯电阻电路，如金属和电解液导电。 知识点二 电阻 电阻定律 1．电阻 (1)定义式：R ＝U I 。 (2)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。 2．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关。 (2)表达式：R ＝ρl S 。 3．电阻率 (1)计算式：ρ＝R S l 。 (2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量。 (3)电阻率与温度的关系： ①金属：电阻率随温度升高而增大 ②一些合金：电阻率几乎不受温度变化的影响。 知识点三 电阻的串联、并联 1．串联、并联的特点 U ＝U ＋U ＋U U ＝U ＝U ＝U
(1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻，串联电阻增多时，总电阻增大。 (2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻，并联支路增多时，总电阻减小。 (3)不论串联电路还是并联电路，只要某个电阻增大，总电阻就增大，反之则减小。 (4)不论串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和。 知识点四 电功率 焦耳定律 1．电功 (1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。 (2)公式：W ＝qU ＝IUt 。 (3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。 2．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢。 (2)公式：P ＝W t ＝IU 。 3．焦耳定律 (1)电热：电流流过一段导体时产生的热量。 (2)计算式：Q ＝I 2Rt 。 4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量。 (2)表达式：P ＝Q t ＝I 2R 。 [诊断自测] 1．(多选)下列说法正确的是( ) A ．比值U I 反映了导体阻碍电流的性质，即电阻R ＝U I B ．由ρ＝R S l 可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长 度成反比 C ．公式Q ＝I 2Rt 适用于任何电路中电热的计算 D ．公式P ＝IU 只适用于纯电阻电路中电功率的计算 答案： AC 2．【人教选修3－1P43第3题改编】安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e 的电子以速率v 绕原子核沿顺时针方向做半径为r 的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是( )
纯电阻、纯感与纯电容电路
第二节 纯电阻、纯电感与纯电容电路 教学内容： 主要讲三个问题： 1.纯电路电流与电压的相位关系 2..纯电路电流与电压的数量关系 3.纯电路的功率关系 教学方法： 采用作图分析法 教学课时： 2×45 min 。 目的要求： 使学生了解各种纯电路电流、电压的相位关系及功率关系。 重点难点： 重点：三大关系；难点：纯电感电路电流与电压的相位关系。 时间分配： 复习提问：5~10min ；讲课：45~50min ；课堂小结：5~10min ；作业练习：25~30min 。 上节内容提问： 1.交流电的三要素是什么？ 2.什么是交流电初相角与相位差？ 3.如何用矢量图来表正弦交流电？ 一、纯电阻电路 白炽灯、电烙铁、电炉等。如图1所示。 1.电流与电压的相位关系 设加在电阻两端的电压为 t U u m ωsin = （1） 根据欧姆定律可知，通过电阻的电流为 t I t R U R u i m m ωωsin sin === （2） 比较（1）、（2）两式可以看出，电流与电压是同相位的，其波形图与矢量图如图（2）所 示。 2.电流与电压的数量关系 从（2）式可得： 图 1
R U I m m = 两边都除以2： R U I = 单位：A=V/Ω （3） 可见其数量关系符合欧姆定律。 3.功率关系 纯电阻电路的瞬时功率可表示为： t IU IU t U I t U I iu p m m m m ωωω2cos )2cos 1(2 sin 2-=-= == 即 t IU IU p ω2cos -= （4） 其波形图如图（2）所示。其实从电流电压同相位这一点，就能得到功率的波形图。由图可知，每一瞬时的功率都为正，说明电阻元件始终从电源索取能量用来作功，是个耗能元件。我们用一个周期内功率的平均值作为纯电阻电路的平均功率，也叫有功功率： R U R I IU P 2 2 === （W ） （5） “有功”的本质含义是消耗。 例：有一220V 、60W 的电灯，接在220V 的电源上，试求通过电灯的电流和电灯的电阻。 解： A U P I 273.022060=== Ω===806273 .0220I U R 二、纯电感电路 电感线圈忽略其电阻，如图3所示。 1.电流与电压的相位关系 设通过电感线圈的电流为 t I i m ωsin = （6） 由法拉第感应定律有 dt di L e L -= （7） 自感电势与电源的电压等值反向： dt di L e u L =-= （8） 即电压与电流的变化率成正比。由图4可知电流变化率的变化规律为：0~π/2、3π/2~2π区间内为正， π/2~π、π~3π/2区间内为负；在电流过零时最大，在电流为正、负最大值时为零。根据这个规律画出电压的波形图如图4所示。可见电压导前电流90°，矢 图 2 图3
纯电阻电路与非纯电阻电路的区别
纯电阻电路与非纯电阻电路的区别 班级 姓名 . 一、从元器件角度识别 日常生活中的电热毯、电烙铁、白炽灯、电炉子、电饭锅、电熨斗、转子被卡住的电动机等元器件都属于纯电阻，含这些元件的电路称纯电阻电路。电动机、电风扇、电吹风、电冰箱、电视机、电解槽、电脑、电磁炉、蓄电池(充电)等元器件在工作时都属于非纯电阻，含这些元件的电路称非纯电阻电路。它们在电路中的符号如下： (1)纯电阻： (2)非纯电阻： 二、从能量转化角度识别 (1)纯电阻电路：电能全部转化为内能 (2)非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式能。其中：内能应只占少部分。 对于含电动机的电路，其它形式能为机械能；对于含电解槽的电路，其它形式能为化学能。-=100%=100%??输出的其它形式能输入的电能自身发热的内能效率输入的电能输入的电能 三、从欧姆定律角度识别 (1)纯电阻电路： 2IUt I Rt = U IR ∴= 遵守部分电路欧姆定律。公式：2 2Q=I U Rt t UIt R ==都适用。 (2)非纯电阻电路：2IUt I Rt > U IR ∴> 部分电路欧姆定律不成了。求热 功时只能用：2Q=I Rt ，求电流的功（即总功）时只能用：W UIt =。 四、练习题 1.如右图所示，电源的电动势E ＝18 V ，电阻R 1＝8 Ω，电动机绕组的电阻R 0＝0.5 Ω，电键S 1始终闭合．当电键S 2断开时，电阻R 1的电功率是32 W ；当电键S 2闭合时，电阻R 1的电功率是8 W ，求： (1)电源的内电阻. (2)当电键S 2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率． (3)电动机转化为机械能的效率.
纯电容电路电流超前电压九十度的本质原因一一一
纯电容电路电流超前电压90o的本质原因吴江川 一利用PN节单项导电需加正向电压实验分拣出独立存在的电容电动势Ec 如实验接线电路图所示，把二个整流二极管反极性接成正反双向导通交流电流的电路串接在回路内，B是一台小型变压器确保实验安全，输出30伏交流电源，电容器是一个电扇启动电容，1A、2A是二只直流电流表，电压表V画的是欧姆法电压表的原理接线图，目的是便于后面的分析。 1，实验步骤1,打开开关K接上220伏电源，实验线路即为单相半波整流电路，单向半波直流只为电容器充电，电容器充满电后2A的指示归0，电流为0，测得电容器直流电压为峰值电压41伏，由于K打开只有D2工作，只能为电容器单向充电，由于二极管PN节单向导电，电容器放电通路被二极管D2反向截止，即使断开电源，电容器也不能通过30伏低压绕组短路放电，电容器是一个储能元件，充电后能脱离充电电源作为一个独立电源使用，在绝缘良好的情况下电能可以储存很长时间，大容量电容器现在可作为公共汽车的电源，被当作可充电电池使用，电容器也是一个危险的电器元件，使用不当会照成人身伤害，特别是高压电容器，所以它具有独立的电动势Ec。 2，实验步骤2，开关闭合双向交流电流回路沟通，直流电流表1A、2A有电流流过10ma 电容器电压交流30伏，电容器充放电正常。
3，实验分析，利用二极管PN节单向导电性，把正弦交变电流I分成二个通路，电流正半周流过二极管D1负半周流过二极管D2，参看示波器测出的电压，电流波形图一,（0°～90°），（270°～360°）二极管D1导通，（90°～270°）二极管D2导通，二极管PN节导通的先决条件是PN节加正向电压，电流电压同方向，而波形图上（90°～180°），（270°～360°）电压与电流反方向，电压不但不能推动电流流过二极管反倒是使二极管反向截止，在此区间必然会有一个与电流同方向的电动势提供正向电压推动电流流过二极管，参看电路图电路里有二个电动势，一个是电源电动势E2，另一个是电容器储能电动势Ec，它们都是正弦交流电，电容器充电时Ec的极性与电源电动势极性相同，正极对正极，负极对负极，两者在同一串联回路内方向相反即推动电流时电流方向相反，在同一充电放电周期内电容器的极性不变，充电电流流进电容器放电电流流出电容器，电流方向相反，根据以上分析，推出波形图二，E2，Ec的瞬时极性（0°～180°）都是上正下负，正极对正极，负极对负极，（180°～360°）都是上负极，下正极，负极对负极，正极对正极，参考PN节单向导电的必要条件，正确的电容器充放电过程是这样的，（0°～90°）电源电动势E2正半周上升区间，为二极管D1加正向电压推动电流流过D1，随着电容器极板上正负电荷的不断积累Ec随同E2上升，但E2始终大于Ec，m点的电位高于N点的电位，E2、Ec极性都是上正下负，正极对正极，负极对负极参看电路图，充电电流流进电容器，大小关系如波形图-Ec所示，绿色虚线低于黑色E2波形表示E2＞Ec，Ec阻滞E2的充电电流，E2克服Ec的阻滞为电容器充电，开始时（0°）E2电压上升快，△E2变化大，极板上的自由电子多，E2-Ec的差值大，所以电流大，随着电容器极板上正负电荷的积累Ec模拟贴合E2一同上升，当电源电动势E2达到最大值时（90°）△E2=0，E2=Ec电压平衡E2-Ec=0，E2不能在为电容器充电，充电电流I 下降到零值。代数和（+E2）+（-Ec）中+E2大，电流与E2同方向，同在正半轴侧。（90°～180°）电源电动势波形下降区间E2和Ec的极性都没有改变还是上正下负，正极对正极，负极对负极，随着电源电动势E2的周期性正弦下降，电容器储存电荷电动势Ec ＞E2，绿虚线高于黑实线，Ec的电动势推动电流流过二极管D2，Ec-E2的电位差为D2提 供正向电压，N点的电位高于m点的电位，电容器的放电电流流出电容器，充电电流和
电流、电阻、电功、电功率专题
电流、电阻、电功、电功率专题 一、选择题 l_一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 w 与36 V ．若把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率 ( ) A ．等于36 w B ．小于36 w ，大于9 w C ．等于9 w D ．小于9 w 2．如图所示，厚度均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm ，bc=5 cm ．当将A 与B 接人电压为U 的电路中时，电流为1 A ；若将C 与D 接入同一电路中， 则电流为 ( ) A ．4 A B ．2 A C ．21 A D ．4 1 A 3．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调 节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率 分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论中正确的是 ( ) A ．P 甲=P 乙 B ．P 甲=3P 乙 C ．P 乙=3P 甲 D ．P 乙>3P 甲 4．在如图3所示的电路中，AB 为粗细均匀、长为L 的电阻丝，以A 、B 上各点相对A 点的电压为纵坐标，各点离A 点的距离x 为横坐标，则U 随x 变化的图线应为图中的( ) 5．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道。当环中电子以光速的10 1的速度流动而形成的电流是10 mA 时，环中运行的电子数目为(已知光速c=3×108m ／s ，电子电荷量P=1．6×10-19C) ( ) A ．5×1010 B ．5×1011 C ．1×102 D ．1×l04 6．把两根同种材料做成的电阻丝，分别接在两个电路中，甲电阻丝长为L ，直径为d ，乙电阻丝长为2L ，直径为2d ，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满足 ( ) A ．乙甲 U U =1 B ．乙甲U U =22 C ．乙甲U U =2 D ．乙 甲U U =2 7．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，当二者通过相同的电流且均正常工作时，在相同的时间内 ( ) ①电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 ②电炉两端电压小于电动机两端电压 ③电炉两端电压等于电动机两端电压 ④电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 A ．①②④ B ．①③ C ．②④ D ．③④ 8．右表列出了不同品牌电冰箱和电风扇铭牌上的主要 项目．根据铭牌上提供的信息，可以判断 ( ) ①一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗 的电能多②一天内正常工作的电冰箱比连续运转的电 风扇消耗的电能多③电风扇额定电流比电冰箱大 ④电风扇额定电流比电冰箱小
单一元件的正弦交流电路
单一元件的正弦交流电路交流电纯电阻电路公式（电压与电流的关系及电功率） 电压与电流公式 将一个电阻接到交流电源上，如右图所示。电压和电流的关系可以根据欧姆定律来确定。即： 上述公式表面，交流纯电阻电路的基本性质是电流瞬时值与电阻两端电压的瞬时值成正比。 电阻两端电压有效值U和电阻中流过的电流有效值I的关系可由欧姆定律得出： 在电阻大小一定时，电压增大，电流也增大。电压为零，电流也为零。即电流的正弦曲线与电压的正弦曲线波形起伏一致。所以在电阻负载电路中电压与电流是同相位的。 } 交流电功率公式 由于交流电路的电压和电流都随时间而变化，在任意瞬间，电压瞬时值u与电流瞬时值i的乘积为瞬时功率，用“p”表示：即：
由上述公式可以得知：电阻元件上瞬时功率由两部分组成，第一部分是常熟，第二部分是幅值为，并以2ω的角频率随时间按余弦规律变化的变量。 上右图波形图中虚线所示，p为功率随时间变化的波形。它在一个周期内总是大于零，表面电阻元件总是吸收电能，即消耗功率。 瞬时功率虽然能表面功率在一周期内的变化情况，但是其数值不便于测量和计算，其实际意义不大。人们通常所说的电路的功率都是指瞬时功率在一周期内的平均值，称为平均功率或有功功率，以大写字母“P”表示，经数学推算可得： 其单位为瓦塔，由上式可见，当电压和电流以有效值表示时，纯电阻电路中的平均功率的表示式具有和直流电路相同的形式。 { 从交流电纯电感电路中感抗/电压/电流/电功率的关系了解电感的作用 一个具有电感磁效应作用，其直流电阻值小到可以忽略的线圈，就可以看作是一个纯电感负载。如日光灯电路的整流器，整流滤波电路的扼流圈，感应熔炼炉的感应圈，电力系统中限制短路电流的电抗器等，都可以看作是电感元件。电感元件用符“”表示。 感抗与电流和电压的关系
非纯电阻电路功率计算
一．知识点 1.计算非纯电阻电路（如电动机）时，既要考虑其热功率，同时也要考虑其他功率（如机械功率） 2.对于非纯电阻电路，计算总功率可用两种方法：（1）各功率相加；（2）P=UI 课堂练习 1.“220V 100W”的电热杯和“220V 100W”的电风扇各自在额定电压下正常工作相同的时间，它们放出的热量是（） A、电热杯多 B、电风扇多 C、两者一样多 D、条件不足，无法判断 2、甲乙两个用电器，并联后接在某一电路上，在相同时间内，电流通过甲用电器做的功比通过乙用电器做的功多，则甲乙用电器电阻相比较是（） A、R甲
货物，货物重103N，电动机的额定电流为4A，电阻为20Ω；电动机正常工作时，作用在绳子上的拉力为500N，l分钟内将货物匀速提升了6m。求：（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）电动机的额定功率是多少？ 4.电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某型号电动自行车主要技术参数． 整车整车质量50kg 最高车速≤30km/h 最大噪声≤62dB 蓄电池电压48V 容量12A?h 电动机额定电压48V 额定功率240W （1）电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？ （3）蓄电池一次充足电可储存的能量是多少焦？ （4）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为30N，蓄电池充满一次电最多能连续行驶多远？
非纯电阻电路电功及电功率问题例析(完整解析)
例析灯泡的实际功率 灯泡的亮度是由灯的实际功率决定的，与其它因素无关。对于单独计算灯泡的额定功率和实际功率，学生不存在问题。但如果将灯泡串联或并联接入电路后，额定功率与实际功率就容易混淆了。由于额定功率和实际功率分辨不清，判断灯泡的亮度情况也会分辨不清。现将灯泡串并联后实际功率的解法和亮度判断作一总结 一、两灯串联后实际电压、功率及发光情况 1．（2010江苏镇江）如图将灯L1“6V 3W”和L2“6V 6W”串联（灯泡电阻不变），现要使其中一盏灯长时间正常发光，则电源电压是 V，电路的总功率是 W。 解析：灯L1标有“6V 3W”，因此灯L1正常工作时的电流I1===0.5A，R1= ==12Ω；L2标有“6V 6W”，因此灯L2正常工作时的电流I2===1A, R2= ==6Ω。比较I1和I2，则I2＞I1。所以，两灯串联后，要使其中一盏灯长时间正常发 光，串联电路中的电流应取较小的电流I1，如果取较大的电流I2，则灯L1可能被烧坏，所以串联电路中的实际电流：I=0.5A。因为灯泡的电阻不变，所以，串联电路中总电阻为：R= R1+ R2=18Ω。电源电压为：U=IR=0.5A×18Ω=9V。电路的总功率为：P＝R= ×18Ω=4.5W。 【点评】此类题目是考查灯泡功率变化的典型例题，很多学生在解题时，将串联电路的实际电压不加思考的用两个灯泡串联前的各自额定电压简单相加，作为串联后电路中的实际电压，自的额定功率相加作为串联后电路的总功率。在灯泡实际功率的理解与运用上还存在一定的差距。 【小结】对于两灯串联后电路中的实际电压和功率，可按下面几步进行思考，定能准确解答出来。（1）先求出两灯正常工作时各自的电流和电阻；（2）串联电路的实际电流取两灯中较小的电流I小；（3）串联电路中的总电阻等于各自电阻之和；（4）串联电路中实际电压 U实=I小×R总；（5）串联电路的总功率P=×R总
补充资料：低频功率放大器
低频功率放大器（2015.10.31） （陈其纯《电子线路》第7章：P104） 高考要求： 1、了解低频功率放大器的应用、基本要求和分类。 2、能识读典型OTL 、OCL 功率放大器电路，掌握其最大输出功率的计算。 引言：本质上三极管放大器都是功率放大器；本章学习的功率放大器是指供给最终负载较大信号功率的电路，以推动执行机构工作。如控制电动机的转动，驱动扬声器使之发声，令继电器动作等； 能使低频信号功率放大的放大器，称为低频功率放大器，简称功放。功放电路中的主要器件-----三极管又简称功放管，往往工作在线性应用的极限状态。 一、低频功率放大器的要求与分类 功率放大器与电压放大器，由于工作任务的不同是有区别的。 电压放大器的主要任务是把微弱的信号电压进行放大，一般输入及输出的电压和电流都较小，是小信号放大器．．．．．． 。它消耗能量少，信号失真小，输出信号的功率小。 功率放大器的主要任务是输出大的信号功率，它的输入、输出电压和电流都较大，是大信号放大器．．．．．． 。它消耗能量多，信号容易失真，输出信号的功率大。因此，研究功率放大器电路时应特别注意效率、输出功率、信号失真及三极管的功耗等问题。 ★★★功率放大器的基本要求： 1、有足够的输出功率： 功率放大器提供给负载的信号功率称为输出功率000P I U =；最大输出功率0m P 是在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率。为了获得最大的输出功率，功放管往往接近极限工作状态。 2、效率高： 功率放大器的最大输出功率与电源所提供的功率之比称为效率η；即 0=E P P η×100％ 在功率放大器中，直流电源的能量转换成交流电能传送给负载的过程中，一部分能量会损耗在电路元器件和功放管的集电极上。一般地，功放电路输出功率越大，电源消耗的直流功率也就越多。因此，必须考虑在输出功率一定的情况下，尽可能减小直流电源的消耗，即提高电路的功率。 3、较小的非线性失真： 处在大信号工作状态的功率放大器，由于电压、电流幅度大，一旦进入截止和饱和区，不可避免地会产生非线性失真。因此，必须将功率放大器的非线性失真限制在允许
纯电阻、电感、电容电路之令狐文艳创作
纯电阻、纯电感、纯电容电路 一、 令狐文艳 二、知识要求： 理解正弦交流电的瞬时功率、有功功率、无功功率的含义、数学式、单位及计算。 掌握各种电路的特点，会画矢量图。 三、主要知识点：
四、例题： 1.已知电阻R=10Ω，其两端电压V t t u R )30314sin(100)(?+=，求电 流i R(t ).、电路消耗的功率。 解：由于电压与电流同相位，所以 i R(t )=10)(=R t u R )30314sin(?+t A 电路消耗的功率P=U R I=W X Um 5002 101002Im 2==? 2、已知电感L=0.5H ，其两端电压V t t u L )301000sin(100)(?+=，求 电流i L(t ). 解：L X L ω==1000X0.5=500Ω 由于纯电感电路中，电流滞后电压90°，所以： 3.已知电容C=10μF ，其两端电压V t t u c )301000sin(100)(?+=，求 电流i c (t ).. 解： Ω===-10010 101000116X X C X c ω 由于电流超前电压90°，所以： 五、练习题： （一）、填空题 1、平均功率是指（ ），平均功率又称为（ ）。
2、纯电阻正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为（），电压与电流在相位上的关系为（）。纯电感正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为（），电压与电流在相位上的关系为（）。纯电容正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为（），电压与电流在相位上的关系为（）。 3、在纯电阻电路中，已知端电压V 311? + sin( =，其中 t 314 u) 30 R=1000Ω，那么电流i=（）,电压与电流的相位差=（），电阻上消耗的功率P=（）。 4、感抗是表示（）的物理量，感抗与频率成（）比，其值XL=（），单位是（），若线圈的电感为0.6H，把线圈接在频率为50HZ的交流电路中，XL=（）。 5、容抗是表示（）的物理量，容抗与频率成（）比，其值Xc =（）,单位是（），100PF的电容器对频率是106HZ的高频电流和50HZ的工频电流的容抗分别是（）和（）。 6、在纯电容正弦交流电路中，有功功率P=（）W，无功功率Q C=（）=（）=（）。 7、在正弦交流电路中，已知流过电容元件的电流I=10A，电压V t 20 =，则电流i=（）,容抗Xc= 2 sin( 1000 u) （）,电容C=（），无功功率Q C=（）
非纯电阻电路电功及电功率问题例析(完整解析)
非纯电阻电路电功及电功率问题例析(完整解析)
例析灯泡的实际功率 灯泡的亮度是由灯的实际功率决定的，与其它因素无关。对于单独计算灯泡的额定功率和实际功率，学生不存在问题。但如果将灯泡串联或并联接入电路后，额定功率与实际功率就容易混淆了。由于额定功率和实际功率分辨不清，判断灯泡的亮度情况也会分辨不清。现将灯泡串并联后实际功率的解法和亮度判断作一总结 一、两灯串联后实际电压、功率及发光情况 1．（2010江苏镇江）如图将灯L 1 “6V 3W”和 L 2 “6V 6W”串联（灯泡电阻不变），现要使其中一盏灯长时间正常发光，则电源电压是 V，电路的总功率是 W。 解析：灯L 1标有“6V 3W”，因此灯L 1 正常 工作时的电流I 1===0.5A，R 1 ==
=12Ω；L 2标有“6V 6W”，因此灯L 2 正常工作 时的电流I 2 ===1A, R2===6Ω。比较 I 1和I 2 ，则I 2 ＞I 1 。所以，两灯串联后，要使其 中一盏灯长时间正常发光，串联电路中的电流应 取较小的电流I 1 ，如果取较大的电流I2，则灯 L 1 可能被烧坏，所以串联电路中的实际电流：I=0.5A。因为灯泡的电阻不变，所以，串联电路 中总电阻为：R= R 1+ R 2 =18Ω。电源电压为： U=IR=0.5A×18Ω=9V。电路的总功率为：P＝R=×18Ω=4.5W。 【点评】此类题目是考查灯泡功率变化的典型例题，很多学生在解题时，将串联电路的实际电压不加思考的用两个灯泡串联前的各自额定电压简单相加，作为串联后电路中的实际电压，自的额定功率相加作为串联后电路的总功率。在灯泡实际功率的理解与运用上还存在一定的差距。 【小结】对于两灯串联后电路中的实际电压和功率，可按下面几步进行思考，定能准确解答出来。（1）先求出两灯正常工作时各自的电流和电
第7章 低频功率放大器
第7章低频功率放大器 本章重点 1．了解功率放大电路的任务、特点和要求。 2．理解无输出变压器功率放大电路(OCL、OTL)的组成和工作原理。 3．掌握OCL、OTL电路的分析方法；P om、P G、P CM的估算和功率管的选管条件。4．理解典型集成功率放大电路。 5．了解功率管的安全使用知识。 本章难点 1．功率放大器工作原理及性能特点。 2．P om、P CM的估算方法和功率管的选管条件。 学时分配 7.1 低频功率放大器概述 7.1.1低频功率放大器及其要求 低频功率放大器：向负载提供足够大低频信号功率的放大电路。 对功放的要求：信号失真小；有足够的输出功率；效率高；散热性能好。 7.1.2 低频功率放大器的分类 动画低频功率放大器的分类 一、以晶体管的静态工作点位置分类
1．甲类功放：Q点在交流负载线的中点，如图7.1.1(a)所示。 电路特点：输出波形无失真，但静态电流大，效率低。 2．乙类功放：Q点在交流负载线和I B = 0输出特性曲线交点，如图7.1.1(b)所示。 电路特点：输出波形失真大，但静态电流几乎等于零，效率高。 3．甲乙类功放：Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处，如图7.1.1(c)所示。 电路特点：输出波形失真大，静态电流较小，效率较高。 图7.1.1 三种工作状态 二、以功率放大器输出端特点分类 1．有输出变压器功放电路。 2．无输出变压器功放电路(OTL功放电路)。 3．无输出电容功放电路(OCL功放电路)。 4．桥接无输出变压器功放电路(BTL功放电路)。 7.2单管功率放大器 7.2.1 电路组成及工作原理 一、电路组成 图7.2.1所示。V为功率放大管，R b1、R b2和R e为分压式电流负反馈偏置电路，C e为射极旁路电容，R L为负载电阻，T1和T2为输入、输出变压器，统称为耦合变压器。 耦合变压器的作用，一是隔断直流耦合交流信号， 二是阻抗变换，使功率管获得最佳负载电阻R L'，以便 向负载R L提供最大功率。 最佳负载电阻为 L 2 L R n R= ' 式中， 2 1 N N n=是变压器的匝数比。合理选择n，可得管 子最佳负载电阻R L'。 [例7.2.1]设图7.2.1中，负载R L = 8 Ω，晶体管集电极输出功率Pο= 140 mW，集电极 图7.2.1 单管变压器耦合功放电路
纯电阻电路和非纯电阻电路
非纯电阻电路电功及电功率问题例析 从能量转化的角度看，纯电阻电路是将电能全部转化为热能，即电功等于电热。例如：日常生活中的白炽灯、电炉子、电饭锅等纯电阻电路工作时W=Q。而非纯电阻电路是电流做功将电能主要转化为其他形式的能量，但还有一部分电能转化为了热能，此时电功大于电热。例如：在电动机转动、电铃、蓄电池(充电)等这些非纯电阻的电路中W>Q。特别是涉及非纯电阻电路的有关电功、电热、电功率和发热功率的计算，学生极容易混淆。 一、公式分析 1．电功 由W=UIt根据欧姆定律I=可推导得到W=I2Rt和，但欧姆定律公式 I=只适用于纯电阻电路，所以W=I2Rt和W=·t只对纯电阻电路适用，即W=UIt适用于所有电路，W=I2Rt和只适用于纯电阻电路。 2．电功率 同样道理，由P=UI和I=可推导得到P=I2R和P=，而P=I2R和P=也只适用于纯电阻电路，即P=UI适用于所有电路，P=I2R和P=只适用于纯电阻电路。 3．电热 由焦耳定律公式Q=I2Rt和I=可推导得到Q=UIt和Q=·t ，很明显Q=UIt和 Q=·t 只对纯电阻电路适用，即Q=I2Rt适用于所有电路，Q=UIt和Q=·t 只适用于纯电阻电路。 以电动机为例，同学们在遇到非纯电阻电路时，可牢记以下公式，解答所消耗的电能和产生的热能。电动机工作时所消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分才转化为热能。因此，在计算电动机电路可用以下公式。电流做功是所消耗的总能量W总=UIt；工作时所产
生的热能Q=W热=I2Rt；所转化的机械能W机＝W总-W热＝UIt-I2Rt。电流做功的功率P总=UI；其发热功率P热=I2R；转化的机械能功率P机=P总-P热＝UI-I2R。 二、例题解析 例1．一个电动机的线圈电阻是4.4Ω，当把它接在220V电压下工作10min。已知：通过线圈的电流是5A,这时电动机做功____J，线圈产生的热量是_____J。 解析：电动机为非纯电阻电路，求电流所做的功只能用W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105；求电流产生的热量只能用Q=I2Rt=(5A)2×4.4Ω×600s=6.6×104J。 【点评】电动机是将电能转化为机械能的机器，其中只有部分能量消耗在线圈发热上，是一个非纯电阻电路，计算电流做功只能用W=UIt，计算电热只能用Q=I2Rt。 例2．某电动机线圈电阻为1Ω，接在220V的直流电压下，工作电流为1A，则电动机消耗的电功率为_____W；发热损耗的电功率为____ W ；转化为机械能的功率为____ W。 解析：电动机消耗的电功率为总功率P总=UI=220V×1A= 220W； 发热损耗的电功率P热= I2 R=1A）2×1Ω=1W ； 转化为机械能的功率为P机= P总– P热=220W - 1W = 219W 【点评】在非纯电阻电路中计算电功率的三个公式P = UI 、P = I2 R、P=不能等效互换，其中公式P = UI可计算电动机消耗的总功率；P = I2 R只能计算发热损耗的电功率； P=已不能再用。转化为机械能的功率可用电动机消耗的总功率减去发热损耗的电功率即可。 例3．小华准备参加玩具赛车比赛，她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时她先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2 次实验的有关数据记录在表格中。请问：(1)这只电动机线圈的电阻为多少？(2)当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？(3)该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？ 电动机的电压/V 电动机工作状态通过电动机的电流/A 0.2 不转动0.4
纯电阻、电感、电容电路
纯电阻、纯电感、纯电容电路 一、知识要求： 理解正弦交流电的瞬时功率、有功功率、无功功率的含义、数学式、单位及计算。掌握各种电路的特点，会画矢量图。
三、例题： 1.已知电阻R=10Ω，其两端电压V t t u R )30314sin(100)(?+=，求电流i R(t ).、电路消耗的功率。 解：由于电压与电流同相位，所以 i R(t )= 10) (=R t u R )30314sin(?+t A 电路消耗的功率P=U R I= W X Um 5002 10 1002Im 2== ? 2、已知电感L=0.5H ，其两端电压V t t u L )301000sin(100)(?+=，求电流i L(t ). 解：L X L ω==1000X0.5=500Ω 由于纯电感电路中，电流滞后电压90°，所以： A t t X t i L L )601000sin(2.0)90301000sin(100 )(?-=?-?+= 3.已知电容C=10μF ，其两端电压V t t u c )301000sin(100)(?+=，求电流i c (t ).. 解： Ω=== -10010 101000116 X X C X c ω 由于电流超前电压90°，所以： A t t Xc t i c )1201000sin()90301000sin(100 )(?+=?+?+= 四、练习题： （一）、填空题 1、平均功率是指（ ），平均功率又称为（ ）。 2、纯电阻正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为（ ），电压与电流在相位上的关系为（ ）。纯电感正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为（ ），电压与电流在相位上的关系为（ ）。纯电容正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为（ ），电压与电流在相位上的关系为（ ）。 3、在纯电阻电路中，已知端电压V t u )30314sin(311?+=，其中R=1000Ω，那么电流i=（ ）,电压与电流的相位差=（ ），电阻上消耗的功率P=（ ）。
电流电阻电功电功率
电流电阻电功电功率 1. 测定一卷阻值约为30 Ω的金属漆包线的长度，实验室提供下列器材： A ．电流表A ：量程0.6 A ，内阻RA 约为20 Ω B ．电压表V ：量程15 V ，内阻RV 约为4 k Ω C ．学生电源E ：可提供20 V 直流电压 D ．滑动变阻器R1：阻值范围0～10 Ω E ．滑动变阻器R2：阻值范围0～500 Ω F ．电键S 及导线若干 (1)为了较准确地测量该漆包线的电阻，滑动变阻器应选择________(选填“R1”或 “R2”)，并将图1方框中的电路图补画完整． (2)根据正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表的示数如图2和图3所示，则电压表的读数U 为________V ，电流表的读数I 为________A. (3)已知这种漆包线金属丝的直径为d ，材料的电阻率为ρ，则这一卷漆包线的长度L ＝________(用U 、I 、d 、ρ表示)． 答案：(1)R1 电路图见解析 (2)13.5 0.46 (3) πd2U 4ρI 解析： (1)题目中给出的电源电压为20 V ，而给出的电压表量程为15 V ，为了便于控制，采用滑动变阻器分压接法，故滑动变阻器选最大阻值较小的D ；由于电流表的内阻与漆包线的阻值相差不多，测量电路应用电流表外接法，电路图如图所示；(2)电压表量程为15 V ，故最小分度为0.5 V ，读数为13.5 V ，电流表量程为0.6 A ，最小分度为0.02 A ，则读数为0.46 A ；(3) 由电阻公式可知：RL ＝U I ＝ρL S ＝ρL πd 2，得漆包线的长度L ＝πd2U 4ρI . 2． 冬春季节降水量少，广东沿海附近江河水位降低，涨潮时海水倒灌，出现所谓的“咸湖”
纯电阻电感电容电路
课题4－2纯电阻电路 课型 新课 授课班级授课时 数 1 教学目标 1．掌握纯电阻电路中电流与电压的数量关系及相位关系； 2．理解纯电阻电路的功率； 3．会分析纯电阻电路的电流与电压的关系； 4．会分析计算纯电阻电路的相关物理量。 教学重点 1．纯电阻电路的电压、电流的大小和相位关系。 2．纯电阻电路瞬时功率、有功功率、无功功率的计算。 教学难点 纯电阻电路瞬时功率、有功功率、无功功率的计算。 教学后记 1.提出问题，引导学生思考电方面知识，引起兴趣。 2.结合前面学过的知识，让学生自主探究，让他们由“机械接受”向“主动探究”发展，从而落实了新课程理念：突出以学生为主体，让学生在活动中发展。 3.总结结论，引导学生自己得出结论，养成良好的自主学习能力。
引 新课 【复习提问】 1、正弦交流电的三要素是什么 2、正弦交流电有哪些方法表示 【课题引入】： 我们在是日常生活中用到的白炽灯、电炉、电烙铁等都属于电阻性负载，它们与交流电源联接组成纯电阻电路，那么它们在交流电路中工作时，电压和电流间的 关系是否也符合欧姆定律呢纯电阻电路的定义只有交流电源和纯电阻元件组成的 电路叫做纯电阻电路。 第一节纯电阻电路 一、电路 1．纯电阻电路：交流电路中若只有电阻，这种电路叫纯电阻电路。 如含有白炽灯、电炉、电烙铁等的电路。 2．电阻元件对交流电的阻碍作用，单位 二、电流与电压间的关系 1．大小关系 电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。设在纯电阻电路中，加在电阻R上的交流电压u U m sin t,则通过电阻R的电流的瞬时值为： i = R u = R t U sin m I m sin t I m R U m I = 2 m I R U 2 m= R U I R U ：纯电阻电路中欧姆定律的表达式，式中：U、I为交流电路中电压、电流的有效值。 这说明，正弦交流电压和电流的最大值、有效值之间也满足欧姆定律。 2．相位关系 （1）在纯电阻电路中，电压、电流同相。 （2）表示：电阻的两端电压 u 与通过它的电流 i 同相，其波形图和相量图如图1所示。
电流电压电阻功率的关系
电流电压电阻功率的关 系 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
电流、电压、电阻、功率的关系功率（瓦）=电流（安培）x电压（伏特）； 功率=电压*电流 12V*1A=12W 电流=电压/电阻 12V/40Ω= 电压/电流=电阻 功率符号P单位W 电压符号U单位V 电阻符号R单位Ω 电流符号I单位A 关系式 ⑴串联电路 P（电功率）U（电压）I（电流）W（电功）R（电阻）T（时间） 电流处处相等 I1=I2=I 总电压等于各用电器两端电压之和 U=U1+U2 总电阻等于各电阻之和 R=R1+R2 U1：U2=R1：R2 总电功等于各电功之和 W=W1+W2 W1：W2=R1：R2=U1：U2 P1：P2=R1：R2=U1：U2 总功率等于各功率之和 P=P1+P2 ⑵并联电路 总电流等于各处电流之和 I=I1+I2 各处电压相等 U1=U2=U
总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和 R=（R1R2）/（R1+R2） 总电功等于各电功之和 W=W1+W2 I1：I2=R2：R1 W1：W2=I1：I2=R2：R1 P1：P2=R2：R1=I1：I2 总功率等于各功率之和 P=P1+P2 ⑶同一用电器的电功率 ①额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方 Pe/Ps=(Ue/Us)的平方2．有关电路的公式 ⑴电阻 R ①电阻等于材料密度乘以（长度除以横截面积） R=ρ×（L/S） ②电阻等于电压除以电流 R=U/I ③电阻等于电压平方除以电功率 R=U²/P ⑵电功 W 电功等于电流乘电压乘时间 W=UIT（普式公式） 电功等于电功率乘以时间 W=PT 电功等于电荷乘电压 W=QU 电功等于电流平方乘电阻乘时间 W=I²RT（纯电阻电路） 电功等于电压平方除以电阻再乘以时间 W=U²T/R（同上） ⑶电功率 P ①电功率等于电压乘以电流 P=UI ②电功率等于电流平方乘以电阻 P=I²R（纯电阻电路）
功率放大器
·137· 第5章 功率放大电路 功率放大电路(简称功放电路)通常位于多级放大电路的最后一级，其任务是将前级电路放大后的电压信号再进行功率放大，以输出足够的功率推动执行机构工作，如扬声器发声、电动机旋转、继电器动作、仪表指针偏转及电子束扫描等。功率放大电路的电路独特、类型众多，本章将专门介绍。 5.1 功率放大电路的特点与类型 5.1.1 功率放大电路的特点 第2章介绍的基本放大电路，虽然也有功率放大，但不能称为功率放大电路。因为这些放大电路一般位于多级放大电路的前级，故又称为前置放大电路，通常对小信号或微弱信号进行放大，研究的主要技术指标是电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性等。 功率放大电路位于多级放大电路的最后一级，其特点是大信号放大，电路工作电压高、电流大。所以对功率放大电路有特殊的要求。 1．输出功率要足够大 输出功率主要是用来衡量末级功率放大的带负载能力的技术指标。在分析功率放大电路时，通常输入单一频率的正弦波信号，功率放大电路的输出功率为 o om om 1 2P U I == (5.1) 式中，om U 和om I 分别是负载上的正弦波电压和电流的峰值。 在音响系统中，有最大输出功率、不失真输出功率和额定输出功率等技术指标。 (1)最大输出功率 最大输出功率是指不考虑失真时，功率放大电路能够输出的最大功率。该项技术指标的实用价值不大。 (2)不失真输出功率 不失真输出功率是指非线性失真不大于10%的情况下，功率放大电路实际能够输出的功率。该项技术指标常用。 (3)额定输出功率 额定输出功率又称标称功率，它是指应该达到的最低限度(由厂家自定的失真度，一般为1%～3%)的不失真输出功率。 2．效率要高 功率放大电路将电源的直流功率转换成交流功率输出。功率放大电路向负载输出的交流信号功率与从电源吸收的直流功率之比，称为效率，用η 表示。一般表示为 o DC 100%P P η=? (5.2) 式中，o P 为交流信号功率，DC P 为电源提供的直流功率。
纯电阻电路是指电路中只有电能和内能的转换
纯电阻电路是指电路中只有电能和内能的转换如：电阻、小灯泡。 非纯电阻电路是指除了电能和内能的转换还有其他能量的转换，如电动机，电风扇。。。。。。。 初中所学电路如果没有特殊说明都是纯电阻电路 W=UIt P=UI I=U/R Q=I^2Rt适用于任何电路 W=U^2/Rt W=I^2Rt P=I^2R P=U^2R只适用于纯电阻电路 公式不全，我只记起了这些，呵呵呵 在电功和电热的计算中，可用的公式较多，在学习过程中若不加以区别对待，很容易出现乱用公式导致错解现象．现通过对纯电阻电路与非纯电阻电路的区别分析，分清各种电功、电热计算关系． 一、两种电路的区别 1、从能量转化角度来区别 纯电阻电路：将电能全部转化内能的电路为纯电阻电路．因此，这部分电路的电流做功W 就等于这部分电路发出的热量Q，即．纯电阻电路的电功、电热计算可以根据解题方便采用中的任何一种形式．在日常生活中只含有白炽灯、电炉等纯发热元件的电路都是纯电阻电路． 非纯电阻电路：将电能的一部转化内能，另一部分转化为其它能（如：机械能、化学能等）的电路为非纯电阻电路．因此，这部分电路的电流做功W就大于这部分电路发出的热量Q，即．从能量转化与守恒角度有，电路中产生的其它能量计算只能采用形式，电功和电热的计算除采用定义式和外，也可用能量守恒定律灵活计算．在日常生活中含有电动机、电解槽等除发热外还有其它能量产生的电路都是非纯电阻电路． 2、从欧姆定律角度来区别 纯电阻电路：在纯电阻电路中的电流，即欧姆定律能够成立的电路． 纯电阻电路：在非纯电阻电路中的电流，即欧姆定律不能够成立的电路． 二、两种电路的转化 通过对这两种电路的区别分析可知，非纯电阻电路比纯电阻电路多了其它能量参与转化．若当非纯电阻电路中的其它能量停止转化时，非纯电阻电路也就转化成了纯电阻电路，电路特征发生了根本性转变，电路元件中电流一定会发生变化，需要根据欧姆定律重新确定电流值．这类电路最典型的就是电动机通电后突然处于不转动状态，电动机无机械能输出变成了纯电阻电路． 三、两种电路的转化应用 因电路计算一般都为纯电阻电路，纯电阻电路相关计算在此不再单独举例．非纯电阻电路及