说课：纯电感电路 PPT
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纯电感交流电路
3.5 纯电感交流电路同频率
3.5 纯电感交流电路
一、电压、电流的关系
2. 波形图：ωt u i
O
u , i U 3. 相量关系：（ψu = ψi ＋90°）
U = j X L I
I
L ＋
u
－i
4. 相量图：
3.5 纯电感交流电路
3.5 纯电感交流电路
二、功率关系
3. 无功功率：Q＝UI= X L I2 单位：var
U2
X L
=
2. 平均功率(有功功率)：P＝0
P=0：电感为储能元件
【例】有一电感器,电阻可忽略不计,电感L = 0.2 H 。
把它接到220 V 工频交流电源上工作，求电感的电流和无功功率？若改接到100 V 的另一交流电源上，测得电流为0.8 A ，此电源的频率是多少？
解:(1) 接到220 V 工频交流电源时
X L =2πf L = 62.8 Ω
U 22062.8
X L I ==A = 3.5 A Q = U I = 220×3.5 var = 770 var
(2) 接到100 V 交流电源时X L 2πL
f ==100 Hz 100U 0.8I X L ==Ω=125 Ω
3.5 纯电感交流电路
总结：
1.电压电流同频率，电压超前于电流90°；
2.电压与电流的关系：
3.平均功率P =0，电感是储能元件。
4.无功功率用来说明电感与其以外电路的能量交换。
U=j X L I。
纯电感电路ppt课件
(2) Im Ulm 50 A 2A
X L 25
(3) 电感电流iL比电压uL滞后900，则
i=2 sin(314t－250)A
16
本节课到此为止请各位老师提出宝贵意 见
再见
17
问题与讨论
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？
f 变化时XL随之变化，导致电流i 变化。 2. 能从字面上把无功功率理解为无用之功吗？ 不能！
14
纯电感电路的小结
I U Im Um
XL
XL
i
Im sin(wt)
uL
ULM
sin(t
)
2
p UIsin2ω 平均功率P=0
ULI sin 2t 结论：
p=ULIsin2 t 电感元件上只有 能量交换而不耗
ωt 能，为储能元件
u i 同相,
u 吸收电能; u i 反相, u i 同相, u i 反相,
储存磁能; 送出能量; 吸收电能; 送出能量;
p >0 释放磁能; 储存磁能; 释放磁能;
p<0
p >0
p<0
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。
Um X L Im
7
XL
UL I
感抗与哪些 因素有关？
理论和实验证明：XL与频率成正比；与电感量L成 正比
感抗的公式为： XL=2πf L=ωL 单位：欧姆
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。
X L 25
(3) 电感电流iL比电压uL滞后900，则
i=2 sin(314t－250)A
16
本节课到此为止请各位老师提出宝贵意 见
再见
17
问题与讨论
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？
f 变化时XL随之变化，导致电流i 变化。 2. 能从字面上把无功功率理解为无用之功吗？ 不能！
14
纯电感电路的小结
I U Im Um
XL
XL
i
Im sin(wt)
uL
ULM
sin(t
)
2
p UIsin2ω 平均功率P=0
ULI sin 2t 结论：
p=ULIsin2 t 电感元件上只有 能量交换而不耗
ωt 能，为储能元件
u i 同相,
u 吸收电能; u i 反相, u i 同相, u i 反相,
储存磁能; 送出能量; 吸收电能; 送出能量;
p >0 释放磁能; 储存磁能; 释放磁能;
p<0
p >0
p<0
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。
Um X L Im
7
XL
UL I
感抗与哪些 因素有关？
理论和实验证明：XL与频率成正比；与电感量L成 正比
感抗的公式为： XL=2πf L=ωL 单位：欧姆
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。
纯电感电路
u i 同相,
u 吸收电能; u i 反相, u i 同相, u i 反相,
储存磁能; 送出能量; 吸收电能; 送出能量;
p >0 释放磁能; 储存磁能; 释放磁能;
p<0
p >0
p<0
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。
（2）平均功率（有功功率）P
XL
UL I
XL=2πf L=ωL，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。
XL与频率成正比；与电感量L成正比
感抗与哪些
因素有关？
• 为什么线圈的感抗跟线圈的自感系数和交流电的频 率有关呢？感抗是由自感现象引起的，线圈的自感 系数L越大，自感作用就越大，因而感抗越大；交流 电的频率f越高，电流的变化率越大，自感作用也越 大，因而感抗越大．进一步的研究指出，线圈的感 抗XL跟自感系数L和交流电的频率f间有如下的关系：
i
u
eL
改变交流电源的电压，通过L的电流就随着改变．记 下几组相应的电流和电压的数值，就会发现，在纯 电感电路中，电流强度跟电压成正比，即I∝U．用
直流情 况下感 抗为多
直流下频率f =0，所以 XL=0。L相当于短路。
大？
电感的功率
（1）瞬时功率 p
i Im sin t 则 p uL i ULm cost • Im sin t
uL U Lm cos t
i
ULI sin 2t
纯电感电路
5、P82. 第4题。
本节课内容全部结束
四、电路的功率
（1）瞬时功率 p:等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积。
i
u
u i 同向, u i 反向, u i 同向, u i 反向,
吸收电能; 送出能量; 吸收电能; 送出能量;
储存磁能; 释放磁能; 储存磁能; 释放磁能;
p >0
p<0
p >0
p<0
电感元件上只有 能量交换而不耗 能，为储能元件
纯电感电路
Learning Target
学 习 目 标
01 认 识 纯 电 感 电 路 ， 了 解 电 感 对 交流电的阻碍作用。
02 理解感抗的物理意义，会计算 感抗。
01 掌 握 纯 电 感 电 路 中 电 流 与 电 压 的关系。
02 了解瞬时功率、有功功率和无 功功率。
1
纯电感电路
一、纯电感电路
（2）电压表读数与电流表读数成正比。
3
电流与电压的关系
三、电流与电压的关系
1.数值关系
I ULm m XL
I UL XL
最大值关系 有效值关系
2.相位关系：电压比电流超前90o
设：i 2 I sin ω t
则 u 2 U sin( ω t 90)
i (u) u
O
i ωt
4
电路的功率
ωt
在一个周期内，L吸收的电 能等于它释放的磁场能。
(2)有功功率
PL=0 即电感不消耗电能。
(3)无功功率：瞬时功率的最大值称为无功功率，用符号Q表示：
QL
ULI
I
2XL
U2 XL
单位：var（乏）（此外常用的还有kvar）。
纯电感电路PPT课件
——感性无功功率，单位是乏，符号为var。
注意：无功功率中“无功”的含义是“交换”而不是“消耗”，它是相对于“有功”而言的。
决不可把“无功”理解为“无用”。它实质上是表明电路中能量交换的最大速率。
知识点精讲
某线圈忽略其电阻不计，接在u=220 2sin（314t+30°）V的工频交流电源上，已知线圈的电
正弦交流电路
考纲解读
一、最新考纲要求
1.掌握纯电感电路电感元件电压与电流关系及相量图；
2.掌握感抗、有功功率与无功功率的计算。
二、考点解读
必考点：纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图、相量图表示；感抗、有功
功率与无功功率的计算。
重难点：纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图、相量图表示；感抗、无功
电路的有功功率P=0，无功功率 =UI=220×1=220Var。
电压与电流的相量图如图5-4-4所示。
知识点精讲
在L=1H的电感元件上，通过的直流电流I=0.5A，则L两端的电压为 0 V。
【解析】因为直流电流频率f=0，所以感抗 = =2πfL=0，故U= I=0。
功率的物理含义。
知识清单
1.纯电感电路电压与电流数量、相位关系
(1)电压与电流有效值之间服从欧姆定律
=
式中
——电感线圈两端的电压有效值，单位是伏［特］，符号为V；
——通过线圈的电流有效值，单位是安［培］，符号为A；
——电感的电抗，简称感抗，单位是欧［姆］，符号为Ω。
在纯电感电路中，电压、电流的最大值也服从欧姆定律
的自感电动势对交变电流的反抗作用。
(2)在纯电感电路中，电感两端的电压uL超前电流 ，线圈两端的电压为
注意：无功功率中“无功”的含义是“交换”而不是“消耗”，它是相对于“有功”而言的。
决不可把“无功”理解为“无用”。它实质上是表明电路中能量交换的最大速率。
知识点精讲
某线圈忽略其电阻不计，接在u=220 2sin（314t+30°）V的工频交流电源上，已知线圈的电
正弦交流电路
考纲解读
一、最新考纲要求
1.掌握纯电感电路电感元件电压与电流关系及相量图；
2.掌握感抗、有功功率与无功功率的计算。
二、考点解读
必考点：纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图、相量图表示；感抗、有功
功率与无功功率的计算。
重难点：纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图、相量图表示；感抗、无功
电路的有功功率P=0，无功功率 =UI=220×1=220Var。
电压与电流的相量图如图5-4-4所示。
知识点精讲
在L=1H的电感元件上，通过的直流电流I=0.5A，则L两端的电压为 0 V。
【解析】因为直流电流频率f=0，所以感抗 = =2πfL=0，故U= I=0。
功率的物理含义。
知识清单
1.纯电感电路电压与电流数量、相位关系
(1)电压与电流有效值之间服从欧姆定律
=
式中
——电感线圈两端的电压有效值，单位是伏［特］，符号为V；
——通过线圈的电流有效值，单位是安［培］，符号为A；
——电感的电抗，简称感抗，单位是欧［姆］，符号为Ω。
在纯电感电路中，电压、电流的最大值也服从欧姆定律
的自感电动势对交变电流的反抗作用。
(2)在纯电感电路中，电感两端的电压uL超前电流 ，线圈两端的电压为
电感基础知识完整版PPT资料
一類是硬磁(永磁)材料，如鋁鎳鈷永磁、稀土鈷 永磁等。
鐵芯材質
電感器目前較常使用的材料為陶鐵磁體(ferrite)，鐵 粉心 (iron powder), MPP合金(molypermalloy cores) 與鐵硅鋁合金（sendust)等.其中鐵粉心， MPP合金與 鐵硅鋁合金都非常適合用於做儲能電感器的設計，至 於要選擇那種材料，則依其價格，重量，可用率，性 能及製作的容易度來決定。其有以下特性:
A.高的飽和磁通密度. B.高能量儲存容許能力. C.本身具有空氣隙,不需在鐵芯上切割間隙. D.有較多的尺寸大小可供選擇.
Iron Powder Cores
GENERAL MATERIAL PROPERTIES
Material Initial Permeability with DC Bias
(1)電腦資訊業：個人電腦，手提式PC及其週邊裝置 (2)通訊機器業：多功能電話機，數據傳真機，手機 (3)民生電子業：數位電視，VTR (4) OA 機器業：影印機，傳真機 (5) IA 機器業：DVD Player, Web Pad (6) FCC 標準出口下的所有電子產品
電感常用材料
(一)鐵心. (CORE)
電感常用材料
(二)漆包線(Magnet Wive).
1. 分類:
按照其銅線外層之漆膜材質區分.以太平洋公司之銅線 為例. 有以下種類:
(1)聚乙烯甲醛漆包線(Polyviny formal)
PVF
(2)聚胺基甲酸脂漆包線(Polyurethane)
UEW
(3)聚脂漆包線(Polyester)
PEW
(1)電腦資訊業：個人電腦，手提式PC及其週邊裝置
1亨利。 (三)BASE/CASE/BOBBIN
鐵芯材質
電感器目前較常使用的材料為陶鐵磁體(ferrite)，鐵 粉心 (iron powder), MPP合金(molypermalloy cores) 與鐵硅鋁合金（sendust)等.其中鐵粉心， MPP合金與 鐵硅鋁合金都非常適合用於做儲能電感器的設計，至 於要選擇那種材料，則依其價格，重量，可用率，性 能及製作的容易度來決定。其有以下特性:
A.高的飽和磁通密度. B.高能量儲存容許能力. C.本身具有空氣隙,不需在鐵芯上切割間隙. D.有較多的尺寸大小可供選擇.
Iron Powder Cores
GENERAL MATERIAL PROPERTIES
Material Initial Permeability with DC Bias
(1)電腦資訊業：個人電腦，手提式PC及其週邊裝置 (2)通訊機器業：多功能電話機，數據傳真機，手機 (3)民生電子業：數位電視，VTR (4) OA 機器業：影印機，傳真機 (5) IA 機器業：DVD Player, Web Pad (6) FCC 標準出口下的所有電子產品
電感常用材料
(一)鐵心. (CORE)
電感常用材料
(二)漆包線(Magnet Wive).
1. 分類:
按照其銅線外層之漆膜材質區分.以太平洋公司之銅線 為例. 有以下種類:
(1)聚乙烯甲醛漆包線(Polyviny formal)
PVF
(2)聚胺基甲酸脂漆包線(Polyurethane)
UEW
(3)聚脂漆包線(Polyester)
PEW
(1)電腦資訊業：個人電腦，手提式PC及其週邊裝置
1亨利。 (三)BASE/CASE/BOBBIN
电感基本知识PPT优质课件
对于直流电流而言，由于L1的直流电阻很小，所以直流电 流流过L1时在L1上产生的直流电压降很小，这样直流电压就 能通过L1到达输出端。
对于交流电流而言，因为L1存在感抗，而且滤波电路中L1
的电感量比较大，所以感抗很大。这一感抗与C2的容抗（滤
波电容的容量大，容抗小）构成分压衰减电路，等效电路如下
所示：
就制程的复杂度分析，湿式制程由于全部采用网版印刷方式制作电 感，因此制程最为简单，半干式制程除的运用网版印刷的技术外，尚须 具备括刀成形的制程技术，制程的困难度次之，干式制程除了需具有上 述两种制程技术外，尚须考虑到压合与对位的问题，制程的困难度最高。
就技术延伸性分析，干式制程除了生产芯片电感等积层组件外，尚 可生产积层芯片复合组件，虽然湿式制程与半干式制程同样也可用来生 产积层芯片复合组件，但若考虑产品的良率，则以干式制程为最佳的选 择。
.
干式制程不以交叉网印的方式制作积层芯片电感的内部线圈，而 先以括刀成形的技术制作磁芯材质的生胚薄带，然后在生胚薄片上 制作穿孔(Via Hole)，于孔中填入内部电极，并再生胚薄片上做内 部线圈的厚膜网印，再按序积层压合，藉穿孔来连接层与层之间的 导线，而成一组线圈。此法的关键技术在于生胚的稳定度与积层压 合时的精准对位，至于后段的切割、共烧等程序与半湿式或湿式相 同，详如下图。
.
当分析电பைடு நூலகம்在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨 考虑下面几个特点： 1. 当电感L中有电流I流过时，电感储存的能量为： E＝0.5×L×I2 (1) 2. 在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压 的关系为： V＝(L×di)/dt (2) ，由此可看出，纹波电流的大小跟电感值 有关。 3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。电容 上的电压与电流的积分(安·秒)成正比，电感上的电流与电压的积分(伏·秒) 成正比。只要电感电压变化，电流变化率di/dt也将变化；正向电压使电流 线性上升，反向电压使电流线性下降。
电感基础知识 ppt课件
(4). 降低輸出電容器的濾波電流.
(5). 減小輕負載時之負載變動.
(6). 降低整流器之峰值電流 2020/11/24
27
通識教程-A010
TRIO Program
2.輸出儲能電感(抗流線圈)
在設計考慮上,抗流線圈與輸出電容形成低通濾波器, 一般在設計上選擇較小的抗流線圈電感與較大的電容 值,其原因如下:
A.高的飽和磁通密度.
B.高能量儲存容許能力.
C.本身具有空氣隙,不需在鐵芯上切割間隙.
D.有較多的尺寸大小可供選擇.
2020/11/24
12
通識教程-A010
TRIO Program Iron Powder Cores
GENERAL MATERIAL PROPERTIES
Material Initial Permeability with DC Bias
55 35
33 23
1MHz
10MHz
通識教程-A010
TRIO Program
一、電感值
電感的一個主要特性，是能抑制流經電流的改變。 一個電感器的電感值會受鐵芯之材質，鐵芯之形狀及 尺寸，繞線的圈線及線圈的形狀等所影響。
電感的單位為亨利（H）. 1H =103mH =106uH =109nH =1012pH
Z=XL=2πfL
此式說明一較高的阻抗值可由較高的電感值或在較高
的頻率下得到，此外，表面效應及鐵損亦會增加一電 感的阻抗值。
2020/11/24
22
通識教程-A010
TRIO Program
(一)分類
電感器一般可分為: 電源濾波扼流圈、交流扼流圈(包 括電感線圈)和飽和扼流圈等.
1.電源濾波扼流圈. 電源濾波扼流圈主要用於平滑整流后的直流成分,減小 其波紋電壓,以滿足電子設備對直流電源的要求.
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感
电 路
作用：为交流串联电路
的学习做铺垫
教学目标
1 学情分析 2 教学目标 3 重难点
对理论知识的分析 能力较弱
具有纯电阻和纯电 容电路的基础
喜欢动手和实践操 作
教学目标
1 学情分析 2 教学目标 3 重难点
知识 技能
1、认识电感器的特性，理解感抗的概念及其影响 因素 2、理解并记住纯电感电路中电压与电流的关系， 并会进行计算
1 探究 一 2 探究 二
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
U/I
纯电感电路欧姆定律：UL=XLI Um=XLIm
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
1 探究 一 2 探究 二
1
电压与电流的大小关系
2
电压与电流的相位关系
引导问题：怎样通过电压表和电流表判断电压和电流的相 位关系？
方法：通过电压表和电流表的指针 偏转情况进行判断
电源上。 求：（1）通过线圈的电流；若电压的初相位为零，作出电压、电流的相 量图，并写出电压、电流的瞬时表达式；
（2）电路的无功功率。 2.把一个电感L=0.1H的线圈接到u=220sin(314t+π/4)V的交流电源上。
求：（1）线圈的阻抗;
（2）电流的有效值;
（3）电流解析式。
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
1.电感器的作用：通 通
，隔 ，阻
2.电感对交流电的阻碍作用叫做 计算公式：
； 。 ，单位
3.纯电感电路中电压与电流的关系 大小关系： 相位关系：
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
自我评价表
板书设计
纯电感电路 一、电感器的特性： 1.通直流、隔交流
2.通低频、阻高频 二、感抗：电感对交流电的阻碍作用
纯电感电路
说课人：赵进轻
《 纯电感电路 》
1 教材 学地 内位容 2 教材地位
教材分析
纯电阻(R)电路
正弦
单一元件交 流电路
纯电容(C)电路
交流 电路
纯电感(L)电路
交流串联 电路
R-L串联电路 R-C串联电路
R-L-C串联电路
1 教材内容 2 教材地位
教材分析
地位：应用广泛
纯
是重点内容之一
电
能设计简单的电路，并能对实验现象进行分析
职业 素质
在实验探究过程中培养学生分工协作的工作 态度和勇于探索的精神
教学目标
1 学情分析 2 教学目标 3 重难点
重点 电感器的特性和纯电感电路中电压与电 流的关系
难点 理解电感器的特性及电压与电流的相 位关系
教法
突出重点 解决重点
引导探究
实验法
教
讲练结合
课的学习
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
1 探究 一
想一想 做一做 评一评 拓一拓
2 探究 二
电感器的特性(一)
引导问题1
电感器在直流和交流电 路中有什么不同？
引导问题2
电感器对引导交问流题电有什 么影响？
通直流 阻交流
感抗的概念
引导问题3
感抗的大引小导与问什题么因 素有关？
感抗的影响因素通低 频阻高频
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
1 探究 一
想一想 做一做 评一评
2 探究 二
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
1 探究 一
想一想 做一做 评一评
2 探究 二
通直流、阻交流 感抗：电感器对交流电的阻碍作用
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
电
感 1 探究 一
想一想
器
做一做
的
特 评一评
性
2 探究 二
二
突破难点
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
学法
决 定
课堂实施
3分钟 课堂 导入
30分钟 课堂 探究
8分钟 练习 巩固
4分钟 回顾 评价
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
观察图片：
电感器在电路中的应用非常广泛， 它们在电路中起到什么作用呢？
激发学生兴趣，使学生在 有意注意的情况下进入新
XL=ωL=2πfL
三、电压与电流的关系
1.大小关系： UL=XLI
Um=XLIm
2.相位关系：i=Imsinωt uL=Umsin(ωt+π/2) 电压比电流超前90°
教学反思
这节课引导探究教学法和探究实验的合理运用 ，带来了较好的课堂效果，学生参与度提高了，学 习更有兴趣了。
我深深感受到，经过精心的设计，枯燥的知识 也会变得有吸引力。
()
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
1 探究 一
想一想 做一做 评一评
2 探究 二
通低频、阻高频
XL=ωL=2πfL
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
1 探究 一 2 探究 二
纯电感电路的电压与电流关系
1
电压与电流的大小关系
2
电压与电流的相位关系
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
1 探究 一 2 探究 二
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
1 探究 一
超
低
2 探究 二
频
信
号
发
生
器
A
L
V
1 探究 一 2 探究 二
课堂导入
课堂探究
练习巩固
回顾评价
相位关系：电压比电流超前90°
瞬时值表达式：i=Imsinωt uL=Umsin(ωt+π/2)
U•
I•
课堂导入
课堂探究
练习巩固 回顾评价
1.有一个L＝0.127H的线圈，内阻不计，接在f＝50Hz，U＝ 220V的交流