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主要内容:
电感器的概念、结构及特点,正弦交流电作用
下的RL电路,RLC电路的应用,以及变压器的概念
教学重点:RL电路和RLC电路
教学难点:RLC电路
电感器由缠绕在绝缘骨架或磁心、铁心上的绝缘导线组成,绝缘导线可
以是漆包线,也可以是纱包线。电感在电路中用于滤波、耦合、调谐、
信号隔离等。
(1)标称电感量:标称电容量指电感器上标注的电容量
电感量的基本单位是亨利(简称亨),用符号“H”表示
其他单位有毫亨(mH)、微亨(μH)
换算关系:1H=1000mH
1mH=1000μH
(2)允许误差
电感器的允许误差应根据不同的使用场合来确定。一般用于振荡或
滤波等电路中的电感器要求精度较高,允许误差为±%~±%;
而用于耦合、阻流等电感器的精度要求不高,允许误差为±10%~±20%。
电感器的额定工作电流指电感器正常工作时允许通过的最大电流值。若电感
器实际通过的电流值超过额定工作电流,电感器将会因发热而使性能参数发生
改变,甚至会烧毁。
电感器的品质因数又称Q值,是衡量电感器质量的主要参数。品质因数指电感
器在某特定频率(谐振频率)的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损
耗电阻之比。电感器的品质因数越高,其损耗越小,效率越高,质量也越好。
电感器本质上是绝缘导线绕制成的线圈,线圈匝与匝之间、线圈与磁心之
间,或多或少都会存在“电容”,这种“电容”称为分布电容。一般来说,电感器
的分布电容越小,其稳定性越好。
:表3-1
电感器的标号与电阻器、电容器的标号类似,只是没有标注出单位时以μH”
为单位。需要特别说明的是:在电感器中,也用“R”表示小数点,实际使用时应
注意与电阻器的区别,避免混淆。
电感器选择时,主要考虑其电感量、额定工作电流、品质因数、直流电阻等
性能参数及外形尺寸是否符合要求。对振荡电路而言,要求电感器允许误差
小,性能稳定。
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(1)定义:电感器对交流的这种阻碍作用大小用感抗来衡量,电感的感抗用符
号XL表示,单位为欧(Ω),其大小与电感量成正比、与所加交流电压的频率
成正比
(2)计算公式:XL=2πfL
当电感对交流电的阻碍作用用感抗表示、交流电压和电流用有效值表示时,
电感两端电压与电流的大小关系具有欧姆定律的形式,即:
:电感电压超前电感电流90°
(1)定义:电感两端电压与电感电流的乘积。
(2)波形图:
由图可知:在交流电的一个周期内,电感的功率也重复两次,且平均功率为0。
说明电感不消耗电能。
(3)无功功率
①定义:电感两端电压有效值与电感电流有效值的乘积,用QL表示,
单位是乏(Var)或千乏(kVar)
②计算公式:
日光灯电路是一个典型的单相RL串联电路
(1)阻抗:阻抗用来衡量电路对电流阻碍作用的大小
右图电路中,阻抗为:
(2)阻抗三角形
Z、R、XL也构成一个直角三角形,称为阻抗三角形
R=Zcosφ
XL=Zsinφ