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《电工基本电路的安装与测试（第2版）》项目6教案　　
项目6 安装与测试单相交流电路
任务6 安装与测试RC串联交流电路
【教学目标】
●会安装RC串联交流电路。
●会测量RC串联交流电路的电压与电流。
●会分析RC串联交流电路电压与电流的关系，计算电路有功功率、无功功率、视在功率与功率因数。
【教学重点】
RC串联交流电路电压与电流的关系、功率计算
【教学难点】
RC串联交流电路电压与电流的关系
【参考学时】
6学时
【教学过程】
一、任务导入
列举实例，让学生认识RC串联交流电路电路，激发学生学习兴趣。
二、任务实施
1. 安装RC串联交流电路
将一只电阻器与电容器串联起来，两端接上交流电源，就组成了RC串联交流电路，如图（a）所示，图（b）是它的实物图。电子技术中常见的RC移相电路、RC振荡电路和阻容耦合电路都是RC串联电路。
（a）电路图 （b）实物图
RC串联交流电路
2. 测试RC串联交流电路的电压与电流
用交流电压表和交流电流表分别测量电阻器R和电容器C两端的电压、电路的总电压和通过电路的电流，将测量结果填入表中。
RC串联交流电路测量记录
测量电量 电路总电压 U/V R两端电压UR/V C两端电压UC/V 电流 I/A
数据
3. 分析RC串联交流电路的电压与电流关系
设通过RC串联交流电路的电流为
i=Imsin t
则电阻两端的电压为
uR=RImsin t
电容两端的电压为
uC=XC Imsin
电路总电压的瞬时值等于各个元件电压瞬时值之和，即
u=uR +uC
由此作出RC串联交流电路的矢量图，如图所示。
RC串联交流电路的矢量图
由图可以看出，电路的总电压U与各分电压UR、UC构成电压三角形。由电压三角形可得总电压有效值和分电压有效值之间的关系为
U=
总电压与电流间的相位差为
=arctan
4. 分析RC串联交流电路的阻抗
z=
RC串联交流电路的阻抗，是电阻、电容共同作用的结果。
RC串联交流电路的阻抗三角形，如图所示。
RC串联交流电路的阻抗三角形
由图可得
= arctan
5. 分析RC串联交流电路的功率
S=
RC串联交流电路的功率三角形如图所示。
RC串联交流电路的功率三角形
由图可得RC串联交流电路的有功功率为
P=Scos=UIcos
RC串联交流电路的无功功率为
Q =Ssin=UIsin
RC串联交流电路的功率因数为
=cos=
【例6.5】 在RC串联交流电路中，已知R=60，C=40F，，电路两端交流电压u=311sin314t V。求：（1）电路的阻抗；（2）电流有效值；（3）各元件两端电压有效值；（4）电路的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。
解：由u=311sin314t V可知：电源电压有效值U=220V，角频率=314rad/s
（1）线圈的容抗XC==≈80
电路的阻抗z== =100
（2）电流有效值I===2.2A
（3）各元件两端电压有效值
UR=RI=60×2.2=132V
UC=XCI=80×2.2=176V
（4）电路的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数
P=I2R=2.22×60=290.4 W
Q=I2XC=2.22×80= 387.2 var
S=UI=220×2.2=484 VA
cos===0.6
三、任务评价
请将“安装与测试RC串联交流电路”的操作过程、收获体会及实训评价填入“任务评价表”。
实训评价表
课题 项目6 任务6 安装与测试RC串联交流电路
班级 姓名 学号 日期
实训过程记录 任务实施
仪器仪表使用
安全文明生产
团队协作
实训 收获
实训 体会
实训评价 评定人 评　　　　　　语 等级 签名
自己评
同学评
老师评
综合评 定等级
开始时间 结束时间 实际时间
四、任务拓展
1.提高功率因数的意义
（1）提高供电设备的能量利用率
当视在功率（即供电设备的容量）一定时，功率因数越大，用电设备的有功功率也越大，电源的利用率就越高。
（2）减少输电线路的能量损失
当功率因数cos提高后，电流I将减小。因此，输电线路电流的热效应引起的能量损失Q也减小了。
2.提高功率因数的方法
在工程上，可以采用在电感性负载两端并联电容器的方法来提高电路的功率因数，这种方法普遍应用在工矿企业等用电单位中。
6

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