电路分析北大电路第7章.ppt

7.1 电路基本元件的功率 7.2 正弦单口网络的功率 7.3 应用——功率因数的提高 7.4 正弦电路最大功率传递定理 7.5 小结 1. 电阻的瞬时功率 瞬时功率在一周期内的平均值，称为平均功率（average power）,也称为有功功率（active power）。 在实际生产和生活中大多数电气设备均为感性负载，它们的功率因数都较低，这样不能充分利用电源设备的容量，并增加输电线路上的损耗，因此需要提高功率因数， 最大功率传递定理在工程应用较广，在通信系统或电子电路中，研究负载获得最大功率的情况，比如扬声器的阻抗匹配、电视天线的阻抗匹配等情况 在信号源与负载之间插入了 网络,该 网络与负载一起组成新的负载,为使新负载获得最大功率，应使a,b以右部分端口的等效导纳与电源内导纳 达到共轭匹配 例7.6 解： 日光灯接于220V工频电源上。此时电流表的读数为0.4A，功率表的读数为40W，求电阻、电感及电路的功率因数、无功功率。 功率表测的功率为日光灯电路的有功功率。 求 例7.7 解： 例7.6中(1) 若要将功率因数提高到0.9，需要并联多大的电容？ (2) 并联电容后电源提供的电流，电路的无功功率是多少？ 并联电容后 最大功率传输的问题可归结为一个有源二端网络向负载输送功率的问题。 Zo + - ZL 有源二端网络的开路电压 Zo 有源二端网络的等效阻抗 ZL 负载的等效阻抗 两种情况讨论 1、负载实部RL、虚部XL均可变。 2、第二种情况负载阻抗角固定而模可改变 7.4 正弦电路最大功率传递定理 7.4.1 最大功率传递定理分析 返回 下一页 上一页 下一节 上一节 1. 第一种情况：负载阻抗的电阻和电抗均可独立变化时获得最大功率的条件 Zo + - ZL 最佳匹配（共轭匹配） 1. 第一种情况：负载阻抗的电阻和电抗均可独立变化时获得最大功率的条件 Zo + - ZL 共轭匹配 负载阻抗等于含源网络的戴维南等效阻抗的共扼复数时，负载阻抗将获得最大功率，我们称为最大功率“匹配”或共轭匹配，也称为最大功率传递定理。 最大功率为 返回 下一页 上一页 下一节 上一节 2.第二种情况负载阻抗角固定而模可改变 Zo + - ZL 上式中的变量为 ，求该式对其导数，并令其为零。 例7.8 解： 电路如图7.12(a)所示，(1)若负载的实部、虚部均能变动，应为何值获得最大功率？最大功率是多少？(2)若负载为纯电阻，电阻值为多少才能获得最大功率？功率为多少？ 利用戴维南定理求出ab左端的等效电路 例7.8 解： (1)若负载的实部、虚部均能变动，应为何值获得最大功率？最大功率是多少？(2)若负载为纯电阻，电阻值为多少才能获得最大功率？功率为多少？ （1）若负载的实部、虚部均能变动，要获得最大功率， 负载应与 共轭匹配 （2）若负载为纯电阻 返回 下一页 上一页 下一节 上一节 例7.9 解： 电路如图7.13(a)所示，已知 ，负载为何值时能获得最大功率？最大功率是多少？ 断开 求戴维南定理等效电路 例7.9 解： 电路如图7.13(a)所示，已知 ，负载为何值时能获得最大功率？最大功率是多少？ 利用短路电流法求 KCL 第7章 正弦稳态电路的功率 7.4.3 最大功率传递定理在工程中的应用 有时会遇到负载阻抗和信号源都固定的情况下，为使负载获得最大功率，常在信号源和负载之间插入一定的双口匹配网络，以使负载和信号源匹配从而获得最大功率。例如插入无损耗LC网络，可以实现共扼匹配；插入理想变压器可以实现模匹配。 返回 下一页 上一页 下一节 上一节 7.4.3 最大功率传递定理在工程中的应用 例7.10 解 某正弦信号源内阻 ， ，负载 为使负载获得最大功率，在信号源与负载之间插入了LC网络，求 、 的值。 、 a,b以右部分端口的等效导纳与电源内导纳 共轭匹配 返回 下一页 上一页 下一节 上一节 * 第7章 正弦稳态电路的功率 返回 下一页 上一页 下一节 上一节 2.应重点掌握平均功率、无功功率、视在功率、 复功率及功率因数的物理意义和计算方法 4.掌握最大功率传递定理。 3.理解提高功率因数的意义和方法; 知识点： 1.理解正弦稳态电路的平均功率、无功功率、视在功率、复功率及功率因数的概念， 第7章 正弦稳态电路的功率 7.1 电路基本元件的功率 7.1.1 电阻元件的功率 i ?