基本RL和RC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 。

rl电路和rc电路的应用-回复从原理到应用：RL电路和RC电路的应用引言：在现代电子技术中，RL电路和RC电路是两种常见的电路结构，被广泛应用于通信、自动控制以及电源等领域。

本文将从原理解析起，逐步介绍它们的特点、应用和未来发展。

第一部分：RL电路1. RL电路的原理及特点RL电路是由电感和电阻组成的电路，电感储存着电能，电阻转换电能为热能，通过电流变化产生的磁场和由磁场的变化产生的感应电动势相互作用，使得RL电路具有特殊的特性，例如：- 经过RL电路的电流不能瞬间变化，需要一定的时间来达到稳态。

- RL电路具有低通滤波的特性，能够去除高频噪声。

- RL电路能够延迟电流的变化，用于电路开关的保护和控制。

2. RL电路的应用2.1 交流电源RL电路在交流电源中的应用是常见的。

通过合理设计RL电路的参数，可以实现稳定的电源输出，抑制电压波动，提高电源的稳定性和抗干扰能力。

2.2 换流器换流器是将直流电能转换为交流电能的装置，常见的应用有变频器、逆变器等。

RL电路在换流器中起到了电流平滑的作用，确保交流输出电流的稳定性。

2.3 电流限制RL电路可以用于电流限制，当电流超过设定的阈值时，RL电路将将电流限制在安全范围内，避免电路过载和故障。

第二部分：RC电路1. RC电路的原理及特点RC电路是由电容和电阻组成的电路，电容储存着电能，电阻转换电能为热能。

根据电容充电和放电的特性，RC电路具有以下特点：- RC电路具有高通滤波的特性，能够去除低频噪声。

- RC电路可以实现信号的延迟，用于信号处理和调整相位。

- RC电路能够产生斜波信号，用于时钟发生器和计时电路。

2. RC电路的应用2.1 信号整形RC电路可以将输入信号进行整形，例如将连续的输入信号转换为脉冲信号、方波信号或斜波信号，用于数字电路的触发器、计数器等模块。

2.2 滤波RC电路在滤波中的应用是广泛的。

由于RC电路具有不同的频率响应特性，可以实现高通、低通、带通滤波，用于音频信号处理、收音机接收等。

RC和RL电路的暂态过程
一、内容提要：
本讲主要讲的是RC和RL电路的暂态过程、变压器与电动机、半导体二极管及整流、滤波和稳压电路
二、本讲的重点及难点是：
RC串联电路中的过渡过程、变压器的有关计算、三相异步电动机的转速、电磁转矩、功率、效率和功率因数的计算、半导体二极管的伏安特性等。

三、内容讲解：
1、RC和RL电路的暂态过程
过渡过程（暂态过程）：电路从一种稳定状态到另一种稳定状态中间发生的转换过程。

换路：电路条件的变化，例如电路的接通与断开、短路、电压改变或电路参数改变等，称之为换路。

产生暂态过程的原因：外因是电路发生换路，内因则是电路中含有储能元件，它们所储存的能量不能跃变，其积累和消耗都需要一定的时间，故而发生暂态过程。

（一）换路定律：
定义：在换路发生的前后瞬间，电容上的电压和电感上的电流都应当保持原值而不能跃变，这叫做换路定律或开闭定律。

用公式表示即为。

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。

127 实验22 RC 、RL 串联电路的稳态特性一．目的要求1.了解RC 及RL 串联电路的稳态特性。

2.观察RC 低通电路的滤波作用。

3.学习使用相位计测量相位差。

二．引言在电工电路特别是在电子电路中，时常用RC 或RL 串联的分压电路来传输交流电压信号。

如果给该串联的电路加上正弦交流电压，则经历一段暂态过程，电路中的电流和每个元件上的电压便稳定下来，称为稳定状态。

在稳定状态下，以总电压为输入电压，以一个元件上的电压为输出电压，则输出电压与输入电压之比称为该电路的传输系数，它是复数。

当输入电压频率改变时，传输系数的模和幅角也将随着改变。

本实验将研究这种变化规律——电路的幅频特性和相频特性。

三．原理1.RC 电路：高通与低通见图1：若输出电压U1是从电阻R 上取的，称该电路为高通电路。

若输出电压U2是从电容上取的，该电路为低通电路。

信号发生器图12.RC 全通电路如右图2所示，当满足R 1C 1=R 2C 2 （3.1）条件时，可以证明传输系数的模和幅角分别如下所示： 212R R R )2(+=U K (3.2) 0=ϕ (3.3)它们均与频率无关，故该电路为全通电路，亦称脉冲分压电路。

3.RL 串联电路：RL 串联电路用得较少，这里不再讨论。

四．仪器用具标准电阻（1K Ω），标准电容（0.1μF ），标准电感（0.1H ），双踪示波器，信号发生器，相位计。

五．实验内容1.研究RC 高通、低通电路的传输特性将图1电压U1、U2分别送至示波器1，2通道。

信号发生器输出电压调为3伏左右。

调出U1、U2波形。

在信号发生器的输出为159.2Hz 、1592Hz 和15.92KHz 等频率下，分别测出荧光屏上U1和U2R 波形高度，再分别算出传输系数K 值。

在上述每一个频率上，用相位计测出输出电压与输入电压之间的幅角ϕ。

信号发生器3.研究全通电路的传输特性参照图2，方法同上，将图22.5中u、u2分别送到示波器Y1、Y2输入端。

一阶RC 和RL 电路的暂态分析如图1所示，在开关动作以后，电路将出现暂态。

开关初始状态是打开的，所以电路中没有电流，i ＝0，并且vR =0。

电容两端的电压vc 未知，是我们要确定的量。

它可能等于零（vc = 0），也可能已经被充电（vc =）。

0V图1我们假定在开关闭合前的电容已处于稳态，或者称为稳定状态。

电容两端的电压vc =，开关在t ＝0时闭合，闭合后的电路如图2所示。

0V图2开关闭合后，电路中开始出现电流。

电容中贮存的能量，其大小为221C C Cv E =将会逐渐以热量的形式消耗在电阻上。

在经过一段时间以后，电路中的电流将会变为零，电路达到一个新的稳定状态，此时i =0，vc =0，vR =0。

电路的暂态特性描述的是电路从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态的过程。

这节课我们将学习如何描述和理解这种暂态现象。

RC 电路的零输入响应我们首先研究零输入的RC 电路， 如图3所示。

图3我们假定电容是理想的，而且电容两端的电压在开关动作之前已经被充电至。

在t ＝0时，开关闭合。

电路中开始出现电流，在t >0时，我们得到的电容两端电压是一个关于时间t 的函数。

因为电容两端的电压应该是连续的，所以在时，=。

00V vc t =−=c v +=0t c v 0V我们首先要做的是得到这个电路的特性方程，可以通过基尔霍夫定律求解。

这里我们使用基尔霍夫电压定律：0)()(=+t v t v c R （0.1）由电阻以及电容的电压电流关系，可得方程0)()(=+t v dtt dv RCc c （0.2） RC 与时间具有同样的单位，即（Ohm ）（Farad ）→seconds （s F =•Ω）。

RC 称为电路的时间常数，通常用τ来表示，即RC =τ。

式（0.2）与电路的初始状态有关，电容初始电压00V vc t ==决定了电路在t >0时的特性。

实际上，由于电路中没有任何电源作用，所以这种特性也叫做电路的自然响应。