课前复习
电感元件上电流、电压之间的关系1．大小关系
2．相位关系
第二节 纯电容电路
一、电路
二、电容对交流电的阻碍作用
1． 演示：动画M8-5 电容对电流阻碍作用
电容在交、直流电路中的作用
结论：直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器。 原因：当电源电压增高时，电源给电容器充电，当电源电压降低时，电容器放电，充放电交替进行。
2．分析和结论
（1）电容对交流电的阻碍作用叫容抗。用X C 表示。
（2）X C 与ω、C 有关
X C =C ω1=C
f π21 （3）分析：为什么会产生X C ，为什么X C ∝ ω
1，X C ∝ C 1 （4）电容器在电路中的作用：通交流、隔直流；通高频、阻低频。 （5）应用
隔直电容：使交流成分通过，而阻碍直流成分通过，做这种用途的电容器叫隔直电容。 高频旁路电容：高频成分通过电容器，而使低频成分输入到下一级，做这种用途的电容器叫高频旁路电容。
三、电流与电压的关系
1． 大小关系
动画M8-6 电容电压与电流
I =
C X U I m =
C X U m (i ≠ C
X u ) 2． 相位关系
动画M8-7 电容电压电流相位差
（1）电流超前电压2π （2）表示：解析式、波形图、相量图。
【例8-3】已知一电容C = 127 μF ，外加正弦交流电压V )20314sin(220 +=t u C ，试求：(1) 容抗X C ；
(2) 电流大小I C ；(3) 电流瞬时值C i 。
解：(1) Ω==251C
X C ω (2) A 8.025
20===C C X U I (3) 电容电流比电压超前90?，则A )110314sin(28.0 +=t i C
练习：已知交流电压u = 2202sin ( 314 t + 45?)V ，它的有效值是 ，频率是 ，初相是 。若电路接上一纯电容负载X C = 220 Ω，则电路上电流的有效值是 ，电流的解析 。
小结：1．纯电容电路中欧姆定律的表达式。
2．容抗的计算式。
3．电容两端的电压和通过电容的电流的相位关系。
4．电容器在电路中的作用。
纯电感电路教案 授课班级：10农机 教学目标：1．了解扼流圈和电感对交流电的阻碍作用。 2．掌握感抗的计算。 3．掌握纯电感电路中电流与电压的关系。 教学重点：1．感抗的计算。 2．纯电感电路中电流与电压的关系。 教学难点：纯电感电路中电流与电压的关系。 教学要点： 直接引入课题：第二节纯电感电路 一、电路 二、电感对交流电的阻碍作用 1．实验： 电感在交、直流电路中的作用 2．分析与结论 电感线圈对直流电和交流电的 阻碍作用是不同的。对于直流电起阻 碍作用的只是线圈电阻，对交流电， 除线圈电阻外，电感也起阻碍作用。 （1）感抗：电感对交流电的阻碍作用。用X L表示，单位： 。 （2）电感对交流电有阻碍作用的原因。 （3）感抗与ω、L有关。 （4）X L与L、f有关的原因。
（5）L 越大，X L 就越大，f 越大，X L 就越大。 （6）X L = ω L = 2 π f L 单位：X L ―欧姆（Ω）； f －赫兹（Hz ）； L －亨利（H ）。 （7）应用： 低频扼流圈：用于“通直流、阻交流”的电感线圈。上千匝线圈，几十亨。（低频信号元件） 高频扼流圈：用于“通低频、阻高频”的电感线圈。上百匝线圈，几毫亨。 三、电流与电压之间的关系 1．大小关系 I =L X U I m =L X U m ( i ≠ L X u ) 2．相位关系： （1）电流落后电压2 π。------示波器 （2）表示 ：解析式、相量图和波形图。 U=U m sin ωt i = I m sin(ωt -900) 课堂练习: 已知一电感 L = 80 mH ，外加电压 u L = 50 sin(314t + 65°) V 。试求： (1) 感抗 X L ， (2) 电感中的电流 I L ， (3) 电流瞬时值 i L 。 解：(1) 电路中的感抗为 X L = wL = 314 ×0.08 Ω ≈ 25 Ω 图 8-2 电感
LC滤波电路 LC滤波器也称为无源滤波器，是传统的谐波补偿装置。LC滤波器之所以称为无源滤波器，顾名思义，就是该装置不需要额外提供电源。LC滤波器一般是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要； 无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波（3、5、7）构成低阻抗旁路；单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。 LC滤波器的适用场合 无源LC电路不易集成，通常电源中整流后的滤波电路均采用无源电路，且在大电流负载时应采用LC电路。 有源滤波器适用场合 有源滤波器电路不适于高压大电流的负载，只适用于信号处理， 滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。 经典滤波的概念，是根据富立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路 电容滤波电路电感滤波电路作用原理 整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值／输出电压的直流分量 半波整流输出电压的脉动系数为S=1．57，全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O．67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后，其脉动
电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。电容滤波属电压滤波，是直接储存脉动电压来平滑输出电压，输出电压高，接近交流电压峰值；适用于小电流，电流越小滤波效果越好。电感滤波属电流滤波，是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流，输出电压低，低于交流电压有效值；适用于大电流，电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。 一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。 电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用4.7u,用于滤低频，二级用0.1u，用于滤高频，4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好，两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波，开关电源，要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大，而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容是防止浪涌，机理就好比大水库防洪能力更强一样；小电容滤高频干扰，任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路，也就有了自谐振，只有在这个自谐振频率上，等效电阻最小，所以滤波最好！ 电容的等效模型为一电感Ｌ，一电阻Ｒ和电容Ｃ的串联， 电感Ｌ为电容引线所至，电阻Ｒ代表电容的有功功率损耗，电容Ｃ． 因而可等效为串联ＬＣ回路求其谐振频率，串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC)．，串联ＬＣ回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻，所以中心频率处起到滤波效果．引线电感的大小因其粗细长短而不同，接地电容的电感一般是１ＭＭ为10nＨ左右，取决于需要接地的频率。 采用电容滤波设计需要考虑参数： ESR ESL 耐压值 谐振频率
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=（）
纯电感电路 一、教学目标 1、认识纯电感电路，了解电感对交流电的阻碍作用。 2、理解感抗的物理意义，会计算感抗。 3、掌握纯电感电路中电流与电压的关系。 4、了解瞬时功率、有功功率与无功功率。 二、教学重点、难点分析 重点： 1、纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图。 2、掌握感抗、有功功率与无功功率。 难点： 1、纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图。 2、理解感抗、无功功率的物理含义。 三、教具 电化教学设备。 四、教学方法 演示法、讨论法，多媒体课件。 五、教学过程 Ⅰ复习提问 复习纯电阻电路的电压、电流关系。 Ⅱ引入新课 Ⅲ学习新课 演示实验一：连接纯电感电路，灯与电感串联，双刀双掷开关分别接通直流电源和交流电源（直流电压和交流电压的有效值相等），观察灯的亮度情况，思考电感对直流电、交流电的阻碍作用。实验电路原理如图
互动1：学生上台观察，分组讨论 现象：接通交流电源时灯的亮度明显变暗。 结论：电感对直流电和交流电的阻碍作用不同。 1. 感抗 感抗：电感对交流电的阻碍作用。记为X L ，单位是Ω。 公式：X L =ωL=2πfL 分析可知，感抗在直流电路中值为零，对电流没有阻碍作用；只有在电流频率大于零，即为交流电时，感抗才对电流由阻碍作用，且频率越高，阻碍作用越大。这也反映了电感元件“通直流，阻交流；通低频，阻高频”的特性，其本质为电感元件在电流变化时所产生的自感电动势对交变电流的反抗作用。 演示实验二：视频演示 互动2：学生观看视频，总结电压电流的关系 结论：（1）电感两端电压与电流不同相。 （2）电压与电流的有效值成正比。 2、电流与电压的关系 1）数值关系 在纯电感电路中，电压和电流的有效值和最大值之间的关系符合欧姆定律，即 I m = L X U m ( i ≠ L X u ) I = L X U 2）相位关系 在纯电感电路中，电压超前电流900，或者说电流滞后电压900 即：2-i u π??= 电流i 和电压u 的波形图和矢量图如图
详解电源中的电容作用及注意事项 不要轻视小小电容哦。他的作用很大，你看有没有用过他的电子产品不。。什么地方都有如果用得不好，死得难看的，所以首先介绍电容的作用。作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种： 1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能方面电容的作用，下面分类详述之： 1）滤波 滤波是电容的作用中很重要的一部分。几乎所有的电源电路中都会用到。从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过，电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中，大电容（1000uF）滤低频，小电容（20pF）滤高频。 曾有网友将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。 2）旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。 3）去藕 去藕，又称解藕。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合电容一般比较大，是10uF或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 4）储能 储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150 000uF之间的铝电解电容器（如EPCOS 公司的 B43504或B43505）是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。 2、应用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用：
第周第课时月日课题纯电感电路（二） 知识目标掌握纯电感电路电感元件电压与电流关系及旋转矢量图 能力目标掌握感抗、有功功率与无功功率 教学内容及组织教法 [课题引入] 1、提问相关知识 2、引入本节课题 [新课内容]（以讲解为主） 三、纯电感电路的功率 纯电感电路中的瞬时功率等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积，即 由上式可以看出，纯电感电路的瞬时功率P是随时间按正弦规 律变化的，其频率为电源频率的2倍，振幅为UI，其波形图如右图 所示。 平均功率值可通过曲线与t轴所包围面积的和来求。曲线在t 轴上方，表明P>0；曲线在t轴下方，表明p<0。图中OAB的面积与 BCD的面积相等，并且分居在t轴上、下两侧，它们的符号相反，这 两部分的和为零，这说明纯电感电路中平均功率为零，即纯电感电 路的有功功率为零。其物理意义是，纯电感在交流电路中不消耗电 能。 虽然纯电感电路不消耗能量，但是电感线圈L和电源之间在不 停地进行着能量交换。在和这两个1／4周期中，由于电流不断增加，因此电感线圈的磁场不断增强，它所储存的磁场能量就不断增加。磁场所储存的能量是电感线圈L 从电源吸取了电能转变为磁场能的。另外，从波形图中可以看出，在这两个l／4周期内u L
和i的方向相同，瞬时功率P是正值，这表示电感线圈L从电源吸取了能量，并把它转变为磁场能储存在线圈中。 在和这两个1／4周期中，电流的绝对值是不断减小的，这样电感线圈的磁场的强度和它所储存的磁场能也随着减少，磁场能就转化为电能送还给电源。另外，在这两个l／4周期内，u L、i的方向相反，P是负值，这表示电感线圈把它的磁场能又送还给电源，即电感线圈L释放出能量。 对于不同的电源和不同的电感线圈，它们之间能量转换的多少不同。为反映出纯电感电路中能量的相互转换，把单位时间内能量转换的最大值(即瞬时功率的最大值)，叫做无功功率，用符号Q L表示 式中 UL——线圈两端的电压有效值，单位是伏[特]，符号为V； I——通过线圈的电流有效值，单位是安[培]，符号为A； QL——感性无功功率，单位是乏，符号为var。 感性无功功率的公式还常常写成 必须指出，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。 通过以上讨论，可以得出如下几点结论： (1)在纯电感的交流电路中，电流和电压是同频率的正弦量。(在直流电路中电感电压恒为零，相当于短路。) (2)电压U L与电流的变化率成正比，电压超前电流。 (3)电流、电压最大值和有效值之间都服从欧姆定律，而瞬时值不服从欧姆定律，要特 别注意。 (4)电感是储能元件，它不消耗电能，其有功功率为零，无功功率等于电压有效值与电流有效值之积。 【例题】有一个电感为2．2 mH的电感线圈，将它接到电压有效值为220 V，角频率为105 rad／s的交流电源上。求线圈的感抗和通过线圈的电流有效值。 解：线圈的感抗
课题§8交流电路的功率课型新授 授课日期2010.5 授课 时数 1 总课 时数 55 教具 使用 教学目标理解交流电路中有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数的概念 教学重点和难点交流电路中有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数的概念 学情 分析 功率概念学生比较熟悉，可以在此基础上进一步深入 板书设计 §8交流电路的功率二、电阻、电感、电容电路的功率1．纯电阻电路的功率 2．纯电感电路的功率 3．纯电容电路的功率 教学 后记 前后知识对照学习学生比较容易接受
第 1 页 教学过程： 复习旧知 1.正弦交流电路功率的基本概念 讲授新课 第八节 交流电路的功率 二、电阻、电感、电容电路的功率 1．纯电阻电路的功率 在纯电阻电路中，由于电压与电流同相，即相位差 ? = 0，则瞬时功率 p R = UI cos ?[1- cos(2ω t )] + UI sin ? s in(2ω t ) = UI cos ?[1- cos(2ω t )] 有功功率 P R = UI cos ? = UI = I 2 R =R U 2 ； 无功功率 Q R = UI sin ? = 0； 视在功率 R P Q P S =+=22 即纯电阻电路消耗功率(能量)。 2．纯电感电路的功率 在纯电感电路中，由于电压比电流超前90?，即电压与电流的相位差 ? = 90?，则 瞬时功率 p L = UI cos ?[1- cos(2ω t )] + UI sin ? s in(2ω t ) = UI sin(2ω t )； 有功功率 P L = UI cos ? = 0； 无功功率 Q L = UI = I 2 X L =L X U 2 ； 视在功率 L Q Q P S =+=22 即纯电感电路不消耗功率(能量)，电感与电源之间进行着可逆的能量转换。 3．纯电容电路的功率 在纯电容电路中，由于电压比电流滞后90?，即电压与电流的相位差 ? = - 90?，则 瞬时功率 p C = UI cos ?[1- cos(2ω t )] + UI sin ? s in(2ω t ) = -UI sin(2ω t )； 有功功率 P C = UI cos ? = 0； 无功功率大小 Q C = UI = I 2 X C =C X U 2 ， 视在功率 C Q Q P S =+=22 即纯电容电路也不消耗功率(能量)，电容与电源之间进行着可逆的能量转换。
电源滤波电容的选择与计算 电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。电容滤波属电压滤波，是直接储存脉动电压来平滑输出电压，输出电压高，接近交流电压峰值；适用于小电流，电流越小滤波效果越好。电感滤波属电流滤波，是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流，输出电压低，低于交流电压有效值；适用于大电流，电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。 电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用4.7u,用于滤低频，二级用0.1u，用于滤高频，4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好，两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波，开关电源，要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大，而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容是防止浪涌，机理就好比大水库防洪能力更强一样；小电容滤高频干扰，任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路，也就有了自谐振，只有在这个自谐振频率上，等效电阻最小，所以滤波最好！ 电容的等效模型为一电感Ｌ，一电阻Ｒ和电容Ｃ的串联， 电感Ｌ为电容引线所至，电阻Ｒ代表电容的有功功率损耗，电容Ｃ．
周 授课章节及内容摘要 授课次学时 1 绪论安全用电常识 2 2 15、16 级德育体验周， 17 级军训 2 3 触电急救 2 4 第一章电路的结构和常用基本 2 物理量（电压、电流） 5 国庆、中秋放假 2 6 电路的相关物理量（电位、电动 2 势、电能） 7 电阻串、并联电路的结构与作用 2 8 秋季田径运动会 2 9 电路相关名词及基尔霍夫电压、 2 电流定律 10 第二章磁场及电磁感应 2 11 半期复习与测试 2 12 第三章电容、电感的概念、参数 2 标注及应用 13 第四章单相正弦交流电路的概 2 念、相关物理量 14 正弦交流电的表示法 2 15 纯电感、纯电容电路的结构及功 2 率 16 纯电阻电路的结构及功率、电路 2 教学执行 课外作业及考核 方式情况 思考： 1、冬季穿脱毛衣时，静 讲授电有上千v 的电压，为什么没有 出现电死人的情况？ 电教练习急救措施 电教课后习题一、二 讲授课后习题三1、 2、 3、 4 讲授练习册1.3、 1.4 讲授练习册 1.5 一、填空题 电教练习册 2.1、 2.2 测试半期测试题 电教课后习题一、二、 电教练习册 4.1 讲授课后习题一、二、 电教课后习题三、四 讲授练习册 4.2 4.5
的功率因数 17 第五章三相交流电源的产生与应 2 讲授课后题一、二、三 用 18 三相负载的连接 2 电教练习册 5.1 一、 19 三相电功率 2 讲授练习册 5.1 二、三 5.2 一、二、 三 20 期末复习 2 讲授复习试题 第一章审核签字课题 第一节 授课时数 2 课时授课时间第1 周第 1 ~ 2 课时 知识1、了解电路的组成。 与 2、掌握电路中每部分的作用。 技能 教 学过程 目与讲授法与图示法相结合，便于学生回忆巩固。 标 方法 情感 态度 结合生活中常见的电器设备来进行讲解。 与价 值观 新学期开学，学生身心状态还未收回，切寒假后，此前所学知识部分已经遗忘或模糊，学情分析 需要通过复习收心和巩固知识，为新课内容做准备。 教学重点1、电路结构2、各部分的作用 教学难点1、讲电路图形符号和实物结合，识读简单电路图。
不要轻视小小电容哦。他的作用很大，你看有没有用过他的电子产品不。。什么地方都有如果用得不好，死得难看的，所以首先介绍电容的作用 作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种： 1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能方面电容的作用，下面分类详述之： 1）滤波 滤波是电容的作用中很重要的一部分。几乎所有的电源电路中都会用到。从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过，电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000uF)滤低频，小电容(20pF)滤高频。 曾有网友将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。 2）旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均
匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。 3）去藕 去藕，又称解藕。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合电容一般比较大，是10uF 或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 4）储能
电源滤波电路 注：本文献只用于学习，禁止任何商业用途！！！ 电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频 通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可 滤去交流纹波.。 电感滤波属电流滤波，是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流，输出电压低，低于交流电压有效值；适用于大电流，电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。 一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。 电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用4.7u,用于滤低频，二级用0.1u，用于滤高频，4.7uF 的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好，两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波，开关电源，要看你的ESR(电容的 等效串联电阻)有多大，而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容是防止浪涌，机理就好比大水库防洪能力更强一样；小电容滤高频干扰，任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路，也就有了自谐振，只有在这个自谐振频率上，等效电阻最小，所以滤波最好！ 尽量将去耦电容和滤波电容等放置在对应元件的周围。去耦电容和滤波电容的布置是改善电路板的电源质量，提高抗干扰能力的一项重要举措。实际上，印制电路板的走线、引脚连线和接线等都有可能带来较大的电感效应，电感的存在会在电源线上引起纹波和毛刺，而在电源和地之间放置一个0.1uF的去耦电容可以有效滤除高频纹波，如果电路板上使用的是贴片电容，可以使贴片电容紧靠着元件的电源引脚。对于一些电源转换芯片，或者是电源输入端，最好还布置一个10uF或者更大的电容，以进一步改善电源 的质量。 电容的等效模型为一电感Ｌ，一电阻Ｒ和电容Ｃ的串联， 电感Ｌ为电容引线所至，电阻Ｒ代表电容的有功功率损耗，电容Ｃ．
详解滤波电容的选择及 计算 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
电源滤波电容的选择与计算 电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。电容滤波属电压滤波，是直接储存脉动电压来 平滑输出电压，输出电压高，接近交流电压峰值；适用于小电流，电流越小滤波效果越好。 电感滤波属电流滤波，是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流，输出电压低，低于交流电压有效值；适用于大电流，电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。 一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为 50Hz； 而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我 们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。
电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用,用于滤低频，二级用，用于滤高频， 的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，的电容应该是减小由于负载电流瞬时 变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好，两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波，开关电源，要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大，而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容是防止浪涌，机理就好比大水库防洪能力更强一样；小电容滤高频干扰，任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路，也就有了自谐振，只有在这个自谐振频率上，等效电阻最小，所以滤波最好！ 电容的等效模型为一电感Ｌ，一电阻Ｒ和电容Ｃ的串联， 电感Ｌ为电容引线所至，电阻Ｒ代表电容的有功功率损耗，电容Ｃ． 因而可等效为串联ＬＣ回路求其谐振频率，串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC)．，串联ＬＣ回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻，所以中心频 率处起到滤波效果．引线电感的大小因其粗细长短而不同，接地电容的电感一般是１ＭＭ为10nＨ左右，取决于需要接地的频率. 采用电容滤波设计需要考虑参数： ESR ESL 耐压值 谐振频率
纯电阻、纯电感、纯电容电路系统复习教学设计 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。 二、主要知识点： 感抗： 容抗：
功率因数 有功功率与视在功率的比值。 三、例题： .已知电阻Ω，其两端电压，求电流().、电路消耗的功率。 解：由于电压与电流同相位，所以 () 电路消耗的功率 、已知电感，其两端电压 ，求电流(). 解：Ω 由于纯电感电路中，电流滞后电压°，所以： .已知电容μ，其两端电压，求电流 ().. 解：
由于电流超前电压°，所以： 四、习题演练 （一）、填空题 、平均功率是指（），平均功率又称为（）。 、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（）。 、在纯电阻电路中，已知端电压，其中Ω，那么电流（）,电压与电流的相位差（），电阻上消耗的功率（）。 、感抗是表示（）的物理量，感抗与频率成（）比，其值（），单位是（），若线圈的电感为，把线圈接在频率为的交流电路中，（）。
、容抗是表示（）的物理量，容抗与频率成（）比，其值（）,单位是（），的电容器对频率是的高频电流和的工频电流的容抗分别是（）和（）。 、在纯电容正弦交流电路中，有功功率（），无功功率（）（）（）。 、在正弦交流电路中，已知流过电容元件的电流，电压，则电流（）,容抗（）,电容（），无功功率（） 、电感在交流电路中有（）和（）的作用，它是一种（）元件。 （二）、选择题 、正弦电流通过电阻元件时，下列关系式正确的是（）。 、、、、 、已知一个电阻上的电压，测得电阻上消耗的功率为，则这个电阻为（）Ω。 、、、 、在纯电感电路中，已知电流的初相角为°,则电压的初相角为（）。 、°、°、°、° 、在纯电感正弦交流电路中，当电流时，则电压（）。 、、 、 、在纯电感正弦交流电路中，电压有效值不变，增加电源频率时，电路中电流（）。 、增大、减小、不变 、下列说法正确的是（）。 、无功功率是无用的功率、无功功率是表示电感元件建立磁场能量的平均功率
纯电容电路说课教案姜有奇、侯刚、罗春建、肖元楷
《纯电容电路》说课教案 各位评委老师你们好！ 今天我说课的内容是国家规划教材,周绍敏主编的《电工基础》第八章第3节，本课程是电子类专业的重要基础课程。下面我将从教学设计、教学实施、教学收获三个方面对本节课的设计进行说明： 一、教学设计 （一）教材分析 本节教学内容是本章也是全书的一个重点,电容元件是电子元件中的基础元件，在第四章我们已经分析过电容的基本性能和在直流范围内的应用，本节课既是电容在应用范围上的延续和拓展,又是学习RLC串联电路的基础,起着承上启下的作用。 （二）确立目标 根据教学内容的结构特征，依据学生的认知规律,结合学生的实际水平,确定本课的教学目标如下: (1)认识:纯电容电路及电容的容抗 (2)掌握:纯电容电路电压和电流的数值、相位关系 (3)了解:隔直电容和旁路电容 （三）教学重难点 1、重点、难点的确立 教学重点：纯电容电路中端电压与电流的相位关系和数值关系，以及电容元件对电流的阻碍作用。 这些知识是今后学习电动机、变压器、电子技术的基础,特别是在收音机、电视机以及通信设备中应用更广泛,故设为本节课的重点。 教学难点:纯电容电路电压与电流的相位关系。 学生理论知识的欠缺，使其难以理解这部分内容，所以将它定为本节课的难点。 2、重难点的处理和突破 通过任务引导使学生理解掌握重点知识。 通过仿真实验突破难点。 （四）教学方法 1、教学方法
任务引导式教学法：是将所要学习的新知识隐含在一个或几个任务之中，学生通过对所提的任务进行分析、讨论，明确它大体涉及哪些知识，并找出哪些是旧知识，哪些是新知识，在老师的指导、帮助下找出解决问题的方法，最后通过任务的完成而实现对所学知识的掌握。事实上它并不是简单的给出任务就了事，重要的是要让学生学会学习。 任务引导式教学法，改变了传统的一根粉笔、一张嘴的教学模式，不仅发挥了教师的主导作用，同时突出了学生的主体地位。 2、教学手段 仿真演示：增加直观性,激发学生的学习积极性。 多媒体教学：可以节省时间,提高课堂利用率。 （五）、学法指导 中职学生对于抽象地理论知识感到难以理解和掌握，因而产生了畏难情绪。从中职学生认知规律来看：教学中应以具体的形象思维为主，逐步向抽象的逻辑思维过渡，把感性认识转化为理性认识,并应用到实践中去。 任务仿真分析结论应用 让学生在的学习过程中，做看想议练 自主的参与到知识的形成和掌握的全过程，使学生不仅将本节课的知识纳入到自己的知识结构中，同时也提高了学生的动手能力和协作能力。 二、教学过程 （一）引入（3分钟） 复习纯电阻电路、纯电感电路的电压和电流的数值、相位关系。复习是记 提问学生,教师指正总结,并用多媒体显示内容
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。 二、主要知识点：
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=，其两端电压V t t u L )301000sin(100)(?+=，求电流i L(t ). 解：L X L ω===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=== -10010101000116 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=（ ）。 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，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106 HZ 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 u )1000sin(220=，则电流i=（ ）,容抗Xc=（ ）,电容C=（ ），无功功率Q C =（ ） 8、电感在交流电路中有（ ）和（ ）的作用，它是一种（ ）元件。 （二）、选择题 1、正弦电流通过电阻元件时，下列关系式正确的是（ ）。 A 、Im=U/R B 、I=U/R C 、i=U/R D 、I=Um/R 2、已知一个电阻上的电压V t u )2 314sin(210π -=，测得电阻上消耗的功率为20W ，则这 个电阻为（ ）Ω。 A 、5 B 、10 C 、40 3、在纯电感电路中，已知电流的初相角为-60°,则电压的初相角为（ ）。 A 、30° B 、60° C 、90° D 、120° 4、在纯电感正弦交流电路中，当电流A t I i )314sin(2= 时，则电压（ ）V 。
【课题名称】 7.2 单一元件的交流电路 【课时安排】 ３课时（135分钟） 【教学目标】 1．理解纯电阻、纯电感、纯电容单一元件电路中电压与电流之间的大小 与相位关系，并学会计算。 2．理解单一元件电路中瞬时功率、有功功率和无功功率的基本概念，学 会有功功率和无功功率的计算。 【教学重点】 重点：各单一元件的交流电路中电压与电流的数量关系与相位关系；电路 的有功功率、无功功率 【教学难点】 难点：单一元件电路中电压与电流的相位关系及无功功率概念的理解 【关键点】 单一元件电路中电压与电流矢量图画法 【教学方法】 多媒体演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法 【教具资源】 多媒体课件、3V ，6V ，9V ，12V 的正弦交流电源、交流电压表（或万用表）、交流电流表（或万用表）、100Ω电阻、连接导线若干 【教学过程】 一、导入新课 教师可实验演示或利用多媒体展示如图7.2所示的纯电阻电路，然后可通过对表7.1所示的实验数据进行分析，得出在纯电阻交流电路中，加在电阻两端的电压的有效值与通过电阻电流的有效值仍符合欧姆定律，即R U I R =。那么电压与 电流之间的相位关系又怎样呢？电路中的功率又该如何计算？如果电路中的元件是电感或电容，情况又如何？通过以上几个问题，从而引出本节课的教学内容：单一元件的交流电路。
二、讲授新课 教学环节1： 纯电阻电路 教师活动1：教师可结合演示实验数据，以提问方式讲解纯电阻电路中电压与电流的数量关系，即纯电阻交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。 学生活动1：学生在教师的引导下理解纯电阻电路中电流与电压的数量关系。 教师活动2：教师可利用多媒体动画展示纯电阻电路中电流与电压的波形关系图，引导学生理解在纯电阻交流电路中电流与电压同相，继而引导学生得出纯电阻交流电路中电流与电压的瞬时值关系为：R u i ，即电流与电压的瞬时值也符合欧姆定律。并要求学生画出电压与电流的矢量图。 学生活动2：学生在教师的引导下理解纯电阻交流电路的电流与电压的相位关系，画出电路中电流与电压的矢量图。 教师活动3：教师可将电流与电压的瞬时值代入瞬时功率的计算公式，然后利用多媒体课件展示纯电阻电路中瞬时功率的波形图，根据波形图引出有功功率的概念和计算公式，并要求学生以例题的形式进行练习。 学生活动3：学生可在教师的引导下，学习并理解有功功率的基本概念，掌握其计算公式，并在教师的要求下进行一定的练习。 注意：在学习有功功率的过程中，可结合实际用电器铭牌中额定功率的标注来说明有功功率的实际意义。 知识点： 1．电压与电流的数量关系：有效值和最大值均符合欧姆定律。 2．电压与电流的相位关系：电流与电压同相。 表7.1 纯电阻电路中电压和电流的测量值 图7.2所示的纯电阻