电路理论课件9正弦稳态电路的分析.ppt

第9章 正弦稳态电路的分析 ;9.1 复阻抗、复导纳及其等效变换;Z— 复阻抗；R—电阻(阻抗的实部)；X—电抗(阻抗的虚部)； |Z|—复阻抗的模；? —阻抗角。;2. 复导纳Y;Y— 复导纳；G—电导(导纳的实部)；B—电纳(导纳的虚部)； |Y|—复阻抗的模；? —阻抗角。;3. 复阻抗和复导纳等效关系;同样，若由Y变为Z，则有：;9.2 阻抗串联、并联的电路;例：已知 Z1=10+j6.28?, Z2=20-j31.9 ?, Z3=15+j15.7 ? 。 求 Zab。;9.3 相量图;9.4 用相量法分析电路的正弦稳态响应;列写电路的节点电压方程;法一：电源变换;法二：戴维南等效变换;解：;已知平衡电桥Z1=R1 , Z2=R2 , Z3=R3+jw L3。 求：Zx=Rx+jwLx。;已知：Z=10+j50W , Z1=400+j1000W。;用相量图分析; 已知：U=115V , U1=55.4V , U2=80V , R1=32W , f=50Hz 求： 线圈的电阻R2和电感L2 。;或;9.5 正弦电流电路中的功率;第一种分解方法：;瞬时功率实用意义不大，一般讨论所说的功率指一个周期平均值。;cosj =P/(UI);已知：电动机 PD=1000W，U=220V，f =50Hz，C =30?F。 求负载电路的功率因数。D的功率因素为0.8。;4. 视在功率(表观功率)S;5. R、L、C元件的有功功率和无功功率;i;7. 交流电路功率的测量;指针偏转角度(由M确定)与P成正比，由偏转角(校准后)即可测量平均功率P。;例. ;9.6 复功率;有功，无功，视在功率的关系：;电压、电流的有功分量和无功分量：;根据定义;复功率守恒定理：在正弦稳态下，任一电路的所有支路吸收的复功率之和为零。即;一般情况下：;已知如图，求各支路的复功率。;+;2、功率因数提高;解决办法：并联电容，提高功率因数 (改进自身设备)。;补偿容量的确定：;功率因数提高后，线路上电流减少，就可以带更多的负载，充分利用设备的能力。;已知：f=50Hz, U=380V, P=20kW, cosj1=0.6(滞后)。要使功率因数提高到0.9 , 求并联电容C。;补偿容量也可以用功率三角形确定：;9.7 最大功率传输;(a) 先讨论XL改变时，P的极值;(2) 若ZL= RL + XL只允许XL改变 ;(3)的证明：;小结 ：;3.相量法计算正弦稳态电路;谐振是正弦电路在特定条件下所产生的一种特殊物理现象，作为电路计算没有新内容，主要分析谐振电路的特点。;串联谐振：;三、RLC串联电路谐振时的特点;串联谐振时，电感上的电压和电容上的电压大小相等，方向相反，相互抵消，因此串联谐振又称电压谐振。;四、特性阻抗和品质因数;(a) 电压;UL0和UC0是外施电压Q倍，如 w0L=1/(w0C )R ，则 Q 很高，L 和 C 上出现高电压 ,这一方面可以利用，另一方面要加以避免。;(b) 功率;(c) 能量;电场能量和磁场能量不断相互转换，有一部分能量在电场和磁场之间作周期振荡，不管振荡过程剧烈程度如何，它都无能量传给电源，也不从电源吸收能量。;由Q 的定义：;五、RLC串联谐振电路的谐振曲线和选择性;X(? );从电流谐振曲线看到，谐振时电流达到最大，当w 偏离w0时，电流从最大值U/R降下来。换句话说，串联谐振电路对不同频率的信号有不同的响应，对谐振信号最突出(表现为电流最大)，而对远离谐振频率的信号加以抑制(电流小)。这种对不同输入信号的选择能力称为“选择性”。;例. ;从多频率的信号中取出w0 的那个信号，即选择性。;为了方便与不同谐振回路之间进行比较，把电流谐振曲线的横、纵坐标分别除以w0和I(w0)，即;Q越大，谐振曲线越尖。当稍微偏离谐振点时，曲线就急剧下降，电路对非谐振频率下的电流具有较强的抑制能力，所以选择性好。;Q=10;4. UL(w )与UC(w )的频率特性;UL(w )：;根据数学分析，当? =? Cm时，UC(?)获最大值；当? =? Lm时，UL(?)获最大值。且UC(? Cm)=UL(? Lm)。;上面得到的都是由改变频率而获得的，如改变电路参数，则变化规律就不完全与上相似。;一、简单 G、C、L 并联电路;R L C 串联;R L C 串联;二 、电感线圈与电容并联;此电路参数发生谐振是有条件的，参数不合适可能不会发生谐振。;讨论由纯电感和纯电容所构成的串并联电路：;对(b)电路可作类似定性分析。L1、C2并联，在低