《电路分析基础》第9章 正弦稳态电路的分析.ppt

第九章 正弦稳态电路的分析 目录 本章作业 § 9 — 1 阻抗和导纳 复阻抗 阻抗角 2、XLXC; φ0,电压相位滞后电流相位,电路呈容性。 例： 二、导纳 三、复阻抗与复导纳的等值变换 四、阻抗(导纳)的串联和并联 § 9 — 2 电路的相量图 例1： 例2： 例3： 例4： § 9 — 4 正弦稳态电路的功率 瞬时功率 二、平均功率(有功功率) 三、无功功率 四、视在功率(表观功率) 例1： 例2： 五、功率因数的提高 提高功率因数的方法 例： 提高功率因数的计算公式 § 9 — 5 复功率 § 9 — 6 最大功率传输 § 9 — 3 正弦稳态电路的分析 续例1: 方法三:利用戴维宁定理 例2： 方法二:利用电压源与电流源的等效变换 2、求等效阻抗Zeq 本章小结： IS U1 4 U1 2Ω 1Ω j20Ω 已知: = IS 0o 1 A 求:图示电路的戴维宁等效电路 Uoc 解:1、求开路电压 方法一:列结点电压方程 U1 Uoc Uoc (1+ ) – = j20 1 U1 j20 1 Uoc 0o 1 – + ( + ) = 4 j20 1 U1 1 2 j20 1 Uoc U1 IS U1 4 U1 2Ω 1Ω j20Ω + – + – U1 0o 1 V j20Ω 1Ω 2Ω U1 8 Uoc I U1 = (2+j20)+8 U1 I = 0o 1 – 8 U1 3+j20 I Uoc =2 +8 =7.36 V I U1 13.8o IS U1 4 U1 2Ω 1Ω j20Ω 方法一:电压电流法 U I I2 I1 = + – 4 I I2 I1 U1 IS U1 4 U1 2Ω 1Ω j20Ω = U 2 + 1+j20 U – 4 1+j20 U 1+j20 U ×1 方法二:求短路电流 Isc I1 I2 Isc = I1 +4 U1 = I1 +4 I2 I1 + I2 = IS = 0o 1 可解出: 30.5o Isc =3.5 A Zeq= Uoc Isc = 30.5o 3.5 7.36 13.8o –16.7o =2.1 Ω Zeq = U I =2.1 Ω –16.7o * 内容提要 本章用相量法分析线性电路的正弦稳态响应。 首先，引入阻抗、导纳的概念和电路的相量图。 其次，将通过实例介绍电路方程的相量形式和线 性电路定理的相量描述和应用，介绍正弦电流电 路的瞬时功率、平均功率、无功功率、视在功率 和复功率，以及最大功率的传输问题。 § 9 — 1 阻抗和导纳 § 9 — 2 电路的相量图 § 9 — 3 正弦稳态电路的分析 § 9 — 4 正弦稳态电路的功率 § 9 — 5 复功率 § 9 — 6 最大功率传输 9—6[第四版9—8]、 9—7[第四版9—9]、 9—10 [第四版9—14] 、9—14 [第四版9—20] 、 9—15 [第四版9—21] 、 9—17(b)(d) [第四版9—23(a)(c)] 、 9—25 [第四版9—37] u i R L C uL uC uR 一、阻抗 u=uR+uL+uC =i R+L + i dt di dt 1 C ? 相量法： R jωL U I ωC 1 –j UR UL UC = R+ jωL I I ωC 1 –j I = + + U UR UL UC = [R+j(ωL – )] ωC 1 I 令： Z=R+j(ωL – )=R+j(XL–XC)=R+jX= ωC 1 φ Z 电抗 复阻抗 复阻抗 复阻抗的模 阻抗角 线性无独立源 U I =Z U I 相量形式欧姆定律 = Z φ = = R2+X2 U I Z 给出了电压与电流有效值之间的关系 φ =ψu–ψi = tg–1 XL–XC R 给出了电压相位与电流相位之间的关系 注意： Z只是一个复数，不是相量。因为Z没有对应的正弦。 φ=tg–1 =ψu–ψi XL–XC R φ与ψu、ψi 不同。 ψ ：初相位。 φ ：电压与电流的相位差。 φ由电路的结构和参数决定。 注意： 1、XLXC; φ0，电压相位超前电流相位，电路呈感性。 I UR UL UC UX U φ UR