8.3RL和RC串联电路(可编辑修改word版)
(完整版)8.3RL和RC串联电路
8.3 RL和RC串联电路考纲要求：熟练掌握RLC串联正弦交流电路中电流和电压的关系及功率的计算。
教学目的要求：掌握RL、RC串联电路中电压与电流的大小、相位和功率的关系。
教学重点：掌握RL、RC串联电路中电压与电流的大小、相位和功率的关系。
教学难点：掌握RL、RC串联电路中电压与电流的相位关系。
课时安排：3节课型：复习教学过程：【知识点回顾】一、RL串联电路1、电压与电流的相位关系相量图：超前Φ角， <Φ< ，电路呈性。
2、电压与电流的大小关系（1）电压三角形由电压三角形可得：U= Φ= = （2）阻抗三角形由阻抗三角形可得：Z= Φ= =3、相量关系•I=4、功率关系：（1）有功功率P= = （2）无功功率Q= = （3）视在功率S= =功率三角形：5、功率因数 cosΦ= = =二、RC串联电路1、电压与电流的相位关系相量图：超前Φ角， <Φ< ，电路呈性。
2、电压与电流的大小关系（1）电压三角形由电压三角形可得：U= Φ= =（2）阻抗三角形由阻抗三角形可得：Z= Φ= = 3、相量关系•I=4、功率关系：（1）有功功率P= = （2）无功功率Q= = （3）视在功率S= =功率三角形：5、功率因数 cosΦ= = =6、应用（1）超前网络 （2）滞后网络【课前练习】一、判断题1、R-L 串联电路分析相位关系时，I 与U R 相位相同，I 比U L 相位滞后90 O ，故不能直接相加。
( )2、一个实际的电感线圈可以看成是一个RL 的串联电路。
( )3、RL 串联电路中的电压在相位上超前电流90O 。
( )二、选择题1、RL 串联电路中，电阻、电感的电压均为100 V ，则总电压为 ( )A. 200VB.141.4 VC.100VD.150 V2、在RL 串联电路中正确的表达式是 ( ) A. I=L X R U + B ．i=22L X R u + C.I=22LX R U + D.i=u ／|Z| 3、在日光灯等效电路如图所示，由交流电源供电，如果交流电的频率增大时，则镇流器（线圈）的 ( )A.电感增大 B ．电感减小 C ．感抗增大 D ．感抗减小4、两纯电容串联，Xc1 =4Ω，Xc2 =3Ω．下列结论正确的是( )A ．总电容为7FB ．总容抗为7ΩC ．总容抗为5ΩD ．总容抗随交流电频率增大而增大三、填空题1、如图所示，已知u=28.28sin(ωt+45 O )V ，R=4Ω，XL=3Ω，则各电流表，电压表的读数为：A 的读数为： V1的读数为：V2的读数为： V 的读数为：2、当交流电源的频率增加时，R-C 串联电路上端电压和电流的相位差将 。
串联型三极管稳压电路
串联型三极管稳压电路1.电路构成用三极管V代替图8.2中的限流电阻Ｒ，就得到图8.3所示的串联型三极管稳压电路。
在基极电路中，V DZ与Ｒ组成参数稳压器。
图 8.3 串联型三极管稳压电路2. 工作原理〔实验〕：①按图8.3连接电路，检查无误后，接通电路。
②保持输入电压U i不变，改变R L，观察U0。
③保持负载R L不变，改变U L，观察U0。
结论：输出电压U0基本保持不变。
该电路稳压过程如下：（１）当输入电压不变，而负载电压变化时，其稳压过程如下：（２）当负载不变，输入电压U增加时，其稳压过程如下：（３）当ＵＩ增加时，输出电压Ｕ０有升高趋势，由于三极管Ｔ基极电位被稳压管ＤＺ固定，故Ｕ０的增加将使三极管发射结上正向偏置电压降低，基极电流减小，从而使三极管的集射极间的电阻增大，ＵＣＥ增加，于是，抵消了Ｕ０的增加，使Ｕ０基本保持不变．上述电路虽然对输出电压具有稳压作用，但此电路控制灵敏度不高，稳压性能不理想。
8.3.2 带有放大环节的串联型稳压电路1．电路组成在图8.3电路加放大环节．如图8.4所示。
可使输出电压更加稳定。
图８．４带放大电路的串联型稳压电路取样电路：由Ｒ1、ＲP、Ｒ2组成，当输出电压变大时，取样电阻将其变化量的一部分送到比较放大管的基极，基极电压能反映出电压的变化，称为取样电压；取样电压不宜太大，也不宜太小，若太大，控制的灵敏度下降；若太小，带负载能力减弱。
基准电路：由ＲZ、V DＺ组成，给V２发射极提供一个基准电压，ＲZ为限流电阻，保证V DＺ有一个合适的工作电流。
比较放大管V2：Ｒ4既是V２的集电极负载电阻，又是V１的基极偏置电阻，比较放大管的作用是将输出电压的变化量，先放大，然后加到调整管的基极，控制调整管工作，提高控制的灵敏度和输出电压的稳定性。
调整管V１：它与负载串联，故称此电路为串联型稳压电路，调整管V１受比较放大管控制，集射极间相当于一个可变电阻，用来抵消输出电压的波动。
(完整版)RL串联电路
以电流作为参考矢量
RL串联电路的 电压三角形
端电压超前电流
U UL
UR
（一）端电压与电流的相位关系
U UL
UR
arc
tanUU
L R
（二）端电压与电流的数量关系
U UL
UR 电压三角形
由勾股定理得：
U UR2 UL2
因 UR IR
UL IXL
即 U (IR)2Βιβλιοθήκη (IX L)2I R2 XL2
R-L串联电路
看图回答：
R-L串联电路
R-L串联交流电路
i
u
R
uR
L uL
电路两端的总电压
u uR uL
串联电路电流相等，设
i Im sin t
则 电阻两端的电压为
uR Ri Im sinwt URm sin wt
电感两端的电压为
uL
X
L
I
m
s
in(wt
2
)
U
Lm
s
in(wt
2
)
同频的正弦量可用矢量图来表示
|Z|
R 阻抗三角形
U (IR)2 (IX L)2 XL I R2 X L2
I 令 Z R2 X L2 则
U Z
U UL
|Z|
只表示数 量关系， 不是矢量
图
XL
UR 电压三角形
R 阻抗三角形
arc
tanUU
L R
arc tan XRL
例：有一个线圈，电阻R=60 ，与某 交流电源接通后，感抗XL为80 ，电 路电流I=2A，求UR、UL和U，以及端电
压u与电流i的相位差
练习：日光灯电路，已知接上直流电 源100V，测得电流10A,接上50HZ的交 流电源100V,测得电流5A，求R和L.
rlc串联电路实验报告
rlc串联电路实验报告篇一：RLC串联谐振电路。
实验报告二、RLC串联谐振电路目的及要求：（1）设计电路（包括参数的选择）（2）不断改变函数信号发生器的频率，测量三个元件两端的电压，以验证幅频特性（3）不断改变函数信号发生器的频率，利用示波器观察端口电压与电流相位,以验证发生谐振时的频率与电路参数的关系（4）用波特图示仪观察幅频特性（5）得出结论进行分析并写出仿真体会。
二阶动态电路的响应（RLC串联）可用二阶微分方程描述的电路成为二阶电路。
此电路在输入为零值时的响应称为零输入相应，在零值初始条件下的响应称为零状态响应。
欠阻尼情况下的衰减系数? 为：??R .2L.其震荡频率?d为：?d?；RLC串联谐振电路条件是：电压U与电流I同相。
z?R?jX?R?j(?L?11?C);当?L??C时，谐振频率为f?f0?1;在电路参数不变的情况下，可调整信号源的频率使电路产生串联谐振；在信号源频率不变的情况下，改变L或C使电路产生串联谐振是。
电路的频率特性，电路的电流与外加电压角频率的关系称为电流的幅频特性。
串联谐振电路总阻抗Z=R，其值最小，如电源电压不变，回路电流I=U/R，其值最大；改变信号源的频率时，可得出电流与频率的关系曲线；三.设计原理：一个优质电容器可以认为是无损耗的（即不计其漏电阻），而一个实际线圈通常具有不可忽略的电阻。
把频率可变的正弦交流电压加至电容器和线圈相串联的电路上。
若R、L、C和U的大小不变，阻抗角和电流将随着信号电压频率的改变而改变，这种关系称之为频率特性。
当信号频率为f=f0?现象，且电路具有以下特性：（1）电路呈纯电阻性，所以电路阻抗具有最小值。
（2）I=I。
=U/R即电路中的电流最大，因而电路消耗的功率最大。
同时线圈磁场和电容电时，即出现谐振厂之间具有最大的能量互换。
工程上把谐振时线圈的感抗压降与电源电压之比称之为线圈的品质因数Q。
四.RLC串联谐振电路的设计电路图：自选元器件及设定参数，通过仿真软件观察并确定RLC 串联谐振的频率，通过改变信号发生器的频率，当电阻上的电压达到最大值时的频率就是谐振频率。
rl电路和rc电路的应用_概述及解释说明
rl电路和rc电路的应用概述及解释说明1. 引言1.1 概述电路是现代科技领域中不可或缺的一个组成部分，它们在通信、能源转换、滤波器设计、时钟和定时器等众多领域都起着重要作用。
其中，RL电路和RC电路作为常见的两种电路结构，具有各自独特的特点和应用场景。
本文将对RL电路和RC电路的应用进行概述并进行详细解释说明。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分，每个部分都针对其特定内容提供了详尽的说明。
下面是各部分的简要介绍：第二部分将着重介绍RL电路的应用。
我们会先对RL电路进行概述，解释其工作原理和基本特性。
接着，我们将详细探讨RL电路在通信领域以及能源转换领域中的实际应用。
第三部分将聚焦于RC电路的应用。
同样地，我们首先会介绍RC电路的基本概念、原理和特点。
之后，我们会详细讲解RC电路在滤波器设计中以及时钟和定时器设计中的实际应用情况。
第四部分将对RL和RC两种电路结构进行综合比较。
我们会对它们的基本原理进行对比分析，并探讨它们在不同领域中的优劣势。
此外，我们还将通过具体的应用案例分析和实验结果验证来进一步说明它们各自的特点。
最后一部分是结论，在这一部分中，我们将总结RL电路和RC电路在各自应用领域中的重要性，并展望它们未来的发展趋势和研究方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍和解释RL电路和RC电路在不同领域中的应用。
通过对两种电路结构进行比较分析，读者可以更加清晰地了解它们在通信、能源转换、滤波器设计以及时钟和定时器领域中各自的优缺点。
同时，本文还将通过实际案例和实验结果验证，使读者对RL电路和RC电路的应用有更深入和具体的认识。
最后，本文还将展望这两种电路在未来可能出现的发展趋势并提出相应的研究方向。
2. RL电路应用：2.1 RL电路概述：RL电路是由电感器（L）和电阻器（R）组成的电路。
在RL电路中，电流的变化受到电感器和电阻器的共同影响。
当一个直流或交流信号通过RL电路时，由于电感器的存在，会造成信号幅度和相位的改变。
RC串联电路
RC电路的应用RC电路在模拟电路、脉冲数字电路中得到广泛的应用，由于电路的形式以及信号源和R，C元件参数的不同，因而组成了RC电路的各种应用形式：微分电路、积分电路、耦合电路、滤波电路及脉冲分压器。
关键词：RC电路。
微分、积分电路。
耦合电路。
在模拟及脉冲数字电路中，常常用到由电阻R和电容C组成的RC电路，在些电路中，电阻R和电容C的取值不同、输入和输出关系以及处理的波形之间的关系，产生了RC电路的不同应用，下面分别谈谈微分电路、积分电路、耦合电路、脉冲分压器以及滤波电路。
1. RC微分电路如图1所示，电阻R和电容C串联后接入输入信号V I，由电阻R输出信号VO，当RC 数值与输入方波宽度t W之间满足：R C<<t W，这种电路就称为微分电路。
在 R两端（输出端）得到正、负相间的尖脉冲，而且发生在方波的上升沿和下降沿，如图2 所示。
在t=t1时，V I由0→V m，因电容上电压不能突变（来不及充电，相当于短路，V C＝0），输入电压V I全降在电阻R上，即V O＝V R＝V I＝V m 。
随后（t>t1），电容C的电压按指数规律快速充电上升，输出电压随之按指数规律下降（因V O ＝V I－V C＝V m－V C），经过大约3τ（τ＝R × C）时，VCVm，VO0，τ（RC）的值愈小，此过程愈快，输出正脉冲愈窄。
t=t2时，V I由V m→0,相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负的电压V m 开始按指数规律经电阻R放电，刚开始，电容C来不及放电，他的左端（正电）接地，所以V O＝－V m，之后V O随电容的放电也按指数规律减小，同样经过大约3τ后，放电完毕，输出一个负脉冲。
只要脉冲宽度t W>（5~10）τ，在t W时间内，电容C已完成充电或放电（约需3 τ），输出端就能输出正负尖脉冲，才能成为微分电路，因而电路的充放电时间常数τ必须满足：τ＜（1/5~1/10）t W，这是微分电路的必要条件。
RL串联电路..
U
UL
各边都 乘以I
UR 电压三角形
S QL
P
功率三角形
P=S
i
u
R
uR
i Im sint
L uL
电路两端的总电压
u uR uL
电感两端的电压为
uLBiblioteka XLIm
sin(wt
2
)
U
Lm
sin(wt
2
)
同频率的正弦量可用同一矢量图来表示
以电流作为参考矢量
RL串联电路 的电压三角
形
总电压超前电流
U UL
UR
（一）端电压与电流的相位关系
U UL
UR
arc
tanUU
任务一
把一个R=20Ω,L=48mH 的线圈接到u=100 2sin(314t+800)V 的交流电源上, (1)求电路的阻抗， (2)求电流的有效值， (3)写出电流的瞬时值表达式。
任务二
有一个线圈，电阻R=60 ，与某交流 电源接通后，感抗XL为80 ，电路电流 I=2A，求 、UR、UL和U，以及端电压u
U
各边都
UL 除以I
|Z|
XL
UR 电压三角形
R 阻抗三角形
Z
R2
X
2 L
R= |Z|
XL= |Z|
典型例题
把一个R=60Ω,L=255mH 的线圈接到u=220 2sin(314t+600)V 的交流电源上,(1)求电路的阻抗， （2）电路中的电流，
(3)写出电流的瞬时值表达式。
典型例题
作业
把一个电感为159mH、电阻为120Ω的线圈,接 在u=220 sin(100πt)V的交流电源上, 试求：1 ）线圈的感抗；2）电路中的电流有效值;3)写 出电流的瞬时值表达式。
RL、RC与RLC串联电路X
【课题名称】RL 、RC 与RLC 串联电路 【课时安排】4课时（180分钟） 【教学目标】1．理解RL 、RC 与RLC 串联电路中阻抗的概念，掌握电压三角形、阻抗三角形的应用。
2．理解RL 、RC 与RLC 串联电路中有功功率、无功功率和视在功率的物理概念，学会计算电路的有功功率、无功功率和视在功率。
3．理解功率三角形和电路的功率因数，了解提高功率因数的意义。
【教学重点】理解RL 、RC 与RLC 串联电路中总电压与各分电压之间的关系；电路阻抗、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的计算；掌握电压三角形和阻抗三角形【教学难点】难点：串联电路中的电压三角形、阻抗三角形和功率三角形 【关键点】串联电路中电流与各部分电压之间矢量图的画法。
【教学方法】实验演示法、多媒体展示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法 【教具资源】多媒体课件、220V 交流电、日光灯电路、开关、连接导线若干、电压表（或万用表） 【教学过程】 一、导入新课教师可实际演示或利用多媒体展示荧光灯实验电路，然后利用万用表测得电源电压U 、镇流器两端电压L U 、灯管两端电压R U 的值，从分析测量结果得出，交流串联电路中，总电压的有效值并不等于各分电压的有效值之和（220V ≠190V+110V ），即U ≠L U +R U 。
为什么呢？利用这个疑点引出本节课的学习内容——RL 、RC 与RLC 串联电路。
二、讲授新课教学环节1： RL 串联电路（一）总电压与各部分电压之间的关系教师活动：教师可在黑板上或利用多媒体展示如图7.8所示的RL 串联电路，然后告诉学生在串联电路中通常以电流作为参考正弦量来分析电路，设i ＝I m sin t ，从而引导学生得出电阻两端电压和电感两端电压的瞬时值表达式，再根据基尔霍夫电压定律（u ＝u R ﹢u L ），画出u 、u R 、u L 的矢量图即可得电压三角形，如图7.9所示。
从电压三角形中得出总电压与各分电压之间的大小关系。
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8.3R L和R C串联电路
考纲要求：熟练掌握 RLC 串联正弦交流电路中电流和电压的关系及功率的计算。
教
学目的要求：掌握 RL、RC 串联电路中电压与电流的大小、相位和功率的关系。
教学
重点：掌握 RL、RC 串联电路中电压与电流的大小、相位和功率的关系。
教学难点：掌握RL、RC 串联电路中电压与电流的相位关系。
课时安排：3 节课型：复习
教学过程：
【知识点回顾】
一、RL 串联电路
1、电压与电流的相位关系
相量图：
超前Φ角，<Φ<，电路呈性。
2、电压与电流的大小关系
（1）电压三角形
由电压三角形可得：U= Φ==
（2）阻抗三角形
由阻抗三角形可得：Z= Φ==
3、相量关系
•
I =
4、功率关系：
（1）有功功率P= = （2）无功功率Q= = （3）视在功率S= =
功率三角形：
5、功率因数cosΦ== =
二、RC 串联电路
1、电压与电流的相位关系
相量图：
超前Φ角，<Φ<，电路呈性。
2、电压与电流的大小关系
（1）电压三角形
由电压三角形可得：U= Φ==
（2）阻抗三角形
由阻抗三角形可得：Z= Φ== 3、相量关系
•
I =
4、功率关系：
（1）有功功率P= = （2）无功功率Q= = （3）视在功率S= =
功率三角形：
5、功率因数cosΦ== =
6、应用
L L （1） 超前网络
（
2）滞后网络
【课前练习】一、判断题
1、R-L 串联电路分析相位关系时，I 与 U R 相位相同，I 比 U L 相位滞后 90 O
，故不能直接相加。
( )
2、一个实际的电感线圈可以看成是一个 RL 的串联电路。
( )
3、RL 串联电路中的电压在相位上超前电流 90O。
( ) 二、选择题 1、RL 串联电路中，电阻、电感的电压均为 100 V ，则总电压为
( )
A. 200V
B.141.4 V
C.100V
D.150 V 2、在 RL 串联电路中正确的表达式是
(
) U
u
U
A. I=
B ．i=
C.I=
D.i=u ／|Z|
R + X L
R 2 + X 2
R 2 + X 2
3、在日光灯等效电路如图所示，由交流电源供电，如果交流电的频率增大时，则镇流器（线圈）
的 ( ) A.电感增大
B ．电感减小
C ．感抗增大
D ．感抗减小
4、两纯电容串联，Xc1 =4Ω，Xc2 =3Ω．下列结论正确的是( ) A ．总电容为 7F B ．总容抗为 7Ω C ．总容抗为 5Ω D ．总容抗随交流电频率增大而增大三、填空题
1、如图所示，已知 u=28.28sin(ωt+45 O
)V ，R=4Ω，XL=3Ω，则各电流表，电压表的读数为：
A 的读数为： V1 的读数为：
V2 的读数为：
V 的读数为：
2、当交流电源的频率增加时，R-C 串联电路上端电压和电流的相位差将 。
四、分析计算题
1、一个电感线圈，两端加 l00V 直流电压时，电流为 25 A ，两端加“100V，50 Hz ”交流电压时， 流过的电流为 20 A ，求该线圈的电阻值和电感值。
【例题讲解】
例 1：RL 串联电路，f=1000HZ ，L=10mH ，欲使输出电压 u2 超前输入电压 u1 300，求电阻 R 。
例2：电风扇电动机往往通过串联电感 L'的方法降低电压进行调速，
如下图所示。
电动机的等效复阻抗Z=180+j240Ω，外加电源电压
U=220V，要使电动机的电压 U M=180V，试求串联电感L’？（f=50Hz）
【巩固练习】
1、一电阻R=80Ω和一阻抗为|Z|的线圈相串联，接入电压U=40V 的交流电路中，这时电阻两端的电压U R=20V，线圈两端的电压U Z=30V，求（1）电阻上消耗的功率；（2）线圈消耗的功率；（3）整个电路的功率因数。
2、如图电路中，若U=U1+U2，则R1、C1、R2、C2 的关系应满足( )
A. C l≠C2 、R l=R2
B. C l= C2R l≠R2
C.R l C l= R2C2
D. R l C2= R2C l
【课后练习】
一、判断题
1、RL 串联电路的阻抗随电源频率的升高而增大，随频率的下降而减小。
( )
2、RL 移相电路中，输出电压取之电阻，则输出电压的相位滞后予输入电压的相位。
( )
3、RC 移相电路中，输出电压取之电阻，则输出电压的相位滞后于输入电压的相位。
( )
二、选择题
1、某电感线圈，接入直流电，测出R=10Ω，接入工频交流电，测出阻抗为20Ω，则线圈的感抗为( )
A. 10Ω
B.8Ω
C.30Ω
D.17.3Ω
2、如图u 与u2 的相位关系是( )
A．u 超前u2 B．u 滞后u2
C．u 和u2 同相D．u 和u2 反相
3、上题图中，u 与u2 相位差的绝对值为30 O，R=10Ω，则电容C 的容抗是( )
A．34.6ΩB．5Ω
C．30ΩD．17.3Ω
4、图示的正弦交流电路中，若U=U1+U2 成立，则R1，L1，R2，L2 应满足关系( )
A. L1=L2 R1≠R2
B.R1=R2 L1≠L2
C. R1L1=R2L2
D. R1L2=R2L1
三、填空题
••
1、某负载端电压U =120+j50v，电流I =8+j6A，则电路的Z= . 电路的有功功率
P= W。
•
2、某容性负载两端电压为U =100∠-300V，功率因数为0．6，则电流的初相角为，功率因数角为。
3、一个电感线圈接在 U=120V 的直流电源上，电流为 20A，若接在 U=220V 的工频交流电源上，则电流为28. 2A，线圈的电阻R= Ω，感抗XL= Ω。
4、如图所示的R-C 串联电路中，已知电压频率是800Hz，电容是0.046uF，需要输出电压U2 较输入电压U 滞后30O的相位差，则Φ=,R= ，ωRC=。
四、分析计算题
1、在如图所示电路中，电源频率 f=50Hz，总阻抗|Z |= 200Ω，且u 与uc 相位差为 30O。
试求：
(1)R，C；
(2)若又知 U=2V，求电流 i，有功功率 P，无功功率 Q，功率因数cosФ。
2、下图是测量电容损耗电阻 R 和电容 C 的电路。
已测得各电压表 V1、V2、V3 的读数依
次为 60V，180V 和193V。
已知R2=20Ω，电源频率 f=50Hz。
求 R1 和C。
3、用三表法（电压表、电流表和功率表）测量一只电感线圈 R 和L 参数的电路如图，已知
电源 f=50 Hz，伏特表读数为 50 V，电流表读数为 1A，功率表读数为 30 W，求电感线圈的
R 和L。