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第四章交流电路讲述
第四章 交流电路分析 1. 理解正弦量的特征及其各种表示方法; 2. 理解电路基本定律的相量形式及阻抗; 熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法, 会画相量图; 3. 掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时 功率、无功功率和视在功率的概念; 4.了解串、并联谐振的条件及特征; 5.了解提高功率因数的意义和方法。 一、瞬时值、 幅值与有效值 二、周期、频率和角频率 第二节 正弦量的相量表示方法 正误判断 例2: 已知 例3: 第三节 KCL和KVL的相量形式 电阻元件的功率关系 (2) 平均功率(有功功率)P 可得相量式: 电感元件的功率关系 瞬时功率 : 瞬时功率 : 有效值 可得相量式 电容元件的功率关系 瞬时功率 : 实际的电阻、电容 电阻的标称值 电阻器的色环表示法 R、L、C单一参数正弦交流电路的分析计算小结 (2)相量法 2) 相量图 例1: 方法1: 方法1: 并联交流电路分析 三、正弦电路的功率 2. 视在功率 S 阻抗三角形、电压三角形、功率三角形 四、 功率因数的提高 (1) 电源设备的容量不能充分利用 2. 功率因数cos ?低的原因 (2)增加线路和发电机绕组的功率损耗 常用电路的功率因数 3.功率因数的提高 (2) 提高功率因数的措施: 结论 4. 并联电容值的计算 第六节 电路的谐振 一、 串联谐振 3. 串联谐振特怔 4. 谐振曲线 (2) 谐振曲线 5.串联谐振应用举例 例1: 例1: 二、并联谐振 1. 谐振条件 例2: 例3: 例3: 例3: 第七节 非正弦周期电流电路的计算 一、周期函数分解为傅里叶级数 二、 非正弦周期量的有效值和平均功率 2、非正弦周期电流电路平均功率 三、 非正弦周期电流的线性电路的计算 计算非正弦周期交流电路应注意的问题 当电源电压一定时: (2) 电流最大 电路呈电阻性,能量全部被电阻消耗, 和 相互补偿。即电源与电路之间不发生能量互换。 (3) 同相 (4) 电压关系 电阻电压:UR = Io R = U 大小相等、相位相差180? 电容、电感电压: UC 、UL将大于 电源电压U 当 时: 有: 由于 可能会击穿线圈或电容的 绝缘,因此在电力系统中一般应避免发生串联谐振,但在无线电工程上,又可利用这一特点达到选择信号的作用。 令: 表征串联谐振电路的谐振质量 品质因数, 所以串联谐振又称为电压谐振。 注意 相量图: 如Q=100,U=220V,则在谐振时 所以电力系统应避免发生串联谐振。 谐振时: 与 相互抵消,对外呈现短路的特征, 但 不为零,而是电源电压的Q倍。 与 与 (1) 串联电路的阻抗频率特性 阻抗随频率变化的关系。 容性 感性 0 电流随频率变化的关系曲线。 Q值越大,曲线越尖锐,选择性越好。 Q大 Q小 分析: 谐振电流 电路具有选择最接近谐振频率附近的电流的能力 ——称为选择性。 f R ? 接收机的输入电路 :接收天线 :组成谐振电路 为来自3个不同电台(不同频率) 的电动势信号; 调C,对所需信号频率产生串联谐振 最大 则 电路图 等效电路 + - 已知: 解: 若要收听 节目,C 应配多大? 则: 结论:当 C 调到 204 pF 时,可收听到 的节目。 (1) + - 已知: 所需信号被放大了78倍 信号在电路中产生的电流 有多 大?在 C 上 产生的电压是多少? (2) 已知电路在 解: 时产生谐振 这时 + - 或: 谐振条件: 可得出: + - 2. 谐振频率 或 3. 并联谐振的特征 (1) 阻抗最大,呈电阻性 (2)恒压源供电时,总电流最小; 恒流源供电时,电路的端电压最大。 能量全部被电阻消耗, 和 相互补偿。即电源与电路之间不发生能量互换。 (3)支路电流与总电流 的关系 + - LC并联谐振时, 对外呈现开路的特征 ——电流谐振 支路电流是总电流的 Q倍 ? 电流谐振 相量图 谐振时由于 , 所以当 时,有 即电感和电容支路的电流将远远大于电源的总电流。 已知: 解: 试求: + - 电路如图:已知 R=10 ?、IC=1A、?1 =45? ( 间的相位角)、?=50Hz、电路处于谐振状态。 试计算 I、I1、U、L、C之值,并画相量图。 解:(1) 利用相量图求解 相量图如图: 由相量图可知电路谐振,则: + - 又: 解: 图示电路中U=220V, (1)当电源频率 时,UR=0 试求电路的参数L1和L2 (2)当电源频率
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