电路第五版课件邱关源罗先觉第九章-2.ppt

第九章 正弦稳态电路II 主讲：鲁俊超 作业：9-8、9-9 9.3 正弦稳态电路的分析 电阻电路与正弦电流电路的分析比较： 下 页 上 页 返 回 1.引入相量法，电阻电路和正弦电流电路依据的电路定律是相似的。 下 页 上 页 结论 2.引入电路的相量模型，把列写时域微分方程转为直接列写相量形式的代数方程。 3.引入阻抗以后，可将电阻电路中讨论的所有网络定理和分析方法都推广应用于正弦稳态的相量分析中。直流（f =0)是一个特例。 返 回 例1 画出电路的相量模型 求:各支路电流。 已知： 解 下 页 上 页 R2 + _ L i1 i2 i3 R1 C u Z1 Z2 R2 + _ R1 返 回 下 页 上 页 Z1 Z2 R2 + _ R1 返 回 下 页 上 页 Z1 Z2 R2 + _ R1 返 回 + _ R1 R2 R3 R4 列写电路的回路电流方程和结点电压方程 例2 解 回路方程 下 页 上 页 + _ L R1 R2 R3 R4 C 返 回 结点方程 下 页 上 页 + _ R1 R2 R3 R4 返 回 方法1：电源变换 解 例3 下 页 上 页 Z2 Z1??Z3 Z + - Z2 Z1 Z Z3 返 回 方法2：戴维宁等效变换 求开路电压： 求等效电阻： 下 页 上 页 Zeq Z + - + - Z2 Z1 Z3 返 回 例4 求图示电路的戴维宁等效电路。 解 下 页 上 页 + _ j300? + _ + _ 100? 求开路电压： j300? + _ + _ 50? 50? 返 回 求短路电流： 下 页 上 页 + _ j300? + _ + _ 100? + _ 100? 返 回 例5 用叠加定理计算电流 解 下 页 上 页 Z2 Z1 Z3 + - Z2 Z1 Z3 返 回 下 页 上 页 Z2 Z1 Z3 + - Z2 Z1 Z3 + - 返 回 已知平衡电桥 Z1=R1 , Z2=R2 , Z3=R3+jwL3。 求：Zx=Rx+jwLx。 平衡条件：Z1 Z3= Z2 Zx 得： R1(R3+jwL3)=R2(Rx+jwLx) ∴ Rx=R1R3 /R2 , Lx=L3 R1/R2 例6 解 |Z1|??1 ?|Z3|??3 = |Z2|??2 ?|Zx|??x |Z1| |Z3| = |Z2| |Zx| ?1 +?3 = ?2 +?x 下 页 上 页 Z1 Z2 Zx Z3 ? 返 回 已知：Z=10+j50W , Z1=400+j1000W。 例7 解 下 页 上 页 Z Z1 + _ 返 回 例10 图示电路， 解 下 页 上 页 R1 R2 jXL + _ + _ jXC 返 回 例11 求RL串联电路在正弦输入下的零状态响应。 解 应用三要素法： 用相量法求正弦稳态解 下 页 上 页 L + _ + _ R 返 回 t i o 直接进入稳定状态 下 页 上 页 过渡过程与接入时刻有关 注意 返 回 出现瞬时电流大于稳态电流现象 t i o 下 页 上 页 返 回 9.4 正弦稳态电路的功率 1. 瞬时功率 无源 网络 + u i _ 第一种分解方法； 第二种分解方法。 下 页 上 页 返 回 第一种分解方法： p 有时为正, 有时为负； p0, 电路吸收功率； p0，电路发出功率； ? t i o u UIcos? 恒定分量。 UIcos (2? t －?)为正弦分量。 下 页 上 页 返 回 p ? t o 第二种分解方法： UIcos? (1-cos2? t)为不可逆分量。 UIsin? sin2? t为可逆分量。 ? 部分能量在电源和一端口之间来回交换。 下 页 上 页 返 回 2.平均功率 P ? =?u-?i：功率因数角。对无源网络，为 其等效阻抗的阻抗角。 cos ? ：功率因数。 P 的单位：W（瓦） 下 页 上 页 返 回 一般地 , 有： 0??cos???1 X0, j 0 , 感性， X0, j 0 , 容性， cosj 1, 纯电阻 0， 纯电抗 平均功率实际上是电阻消耗的功率，亦称为有功功率。表示电路实际消耗的功率，它不仅与电压电流有效值有关，而且与 cos? 有关，这是交流和直流的很大区别, 主要由于电压、电流存在相位差。 下 页 上 页 结论 返 回 4. 视在功率S 3. 无功功率 Q 单位：var (乏)。 Q0，表示网络吸收无功功率； Q0，表示网络发出无功功率。 Q 的大小反映网络与外电路交换功率的速率。是由储能元件L、C的性质决定的 下 页 上 页 电气设备的容量 返 回 有功，无功，视在功率的关系： 有功功率: P=