理论教育 优化RL串联电路分析方法及电压三角形图解

优化RL串联电路分析方法及电压三角形图解

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-38RL串联电路由于RL串联灯路中各元件流过相同的电流,分析时一般以正弦电流为参考正弦量。图4-39RL串联电路相量图U、UR、UL构成直角三角形,称为电压三角形。

优化RL串联电路分析方法及电压三角形图解

1.RL串联电路中电压间的关系

荧光灯正常点亮后,电路可等效成图4-38所示RL串联电路。

图4-38 RL串联电路

由于RL串联灯路中各元件流过相同的电流,分析时一般以正弦电流为参考正弦量。设电路中电流为img,根据 R、L的基本特性,可得各元件两端电压为:uR=Ri=RImsinωt,uL=XLImsin(ωt+90°)

则任意时刻总电压u为:u=uR+uL

两个正弦量相加,采用相量计算较方便,以为参考相量,作出相量图,如图4-39所示,图中φ为电路电压与电流的相位差。

图4-39 RL串联电路相量图

(1)U、UR、UL构成直角三角形,称为电压三角形。

(2)电压之间的数量关系为img

在RL串联电路中,电阻两端电压U=RI,电感两端电压 UL=XLI,中,得到

Z为一个复数,称为复阻抗,其实部为电阻,虚部为电抗,其模为阻抗,表示电阻和电感对交流电呈现的阻碍作用,单位为欧(Ω)。(www.daowen.com)

φ又可看作复阻抗的辐角,称为阻抗角。

2.RL串联电路的功率

将电压三角形三边同时乘以 I,就可以得到有功功率、无功功率和视在功率组成的三角形——功率三角形,如图4-40所示。

图4-40 RL串联电路功率三角形

【有功功率】电阻是耗能元件,它消耗的功率就是该电路的有功功率,即:

【无功功率】电阻和电感串联电路中,只有电感和电源进行能量交换,所以无功功率为:

【视在功率】电源提供的最大可能功率,又称作容量,即

S=UI

从功率三角形可以得到 img

阻抗角(又称功率因数角)的大小为:

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