5-正弦电流电路分析.ppt

第五章 正弦电流电路的分析;5-1 正弦电压和正弦电流 ;一、正弦电压（电流）的幅值、角频率和初相角; 幅值 (振幅、最大值)Um; 正弦电压（电流）改变参考方向时，其相角改变（增加或减少）的角度为 ;二、同频率正弦量之间的相位差 ;j ＝ 0， 同相;1. 周期性电流、电压的有效值;有效值（均方根值）;2、平均值;5-2 复数 ;复数的代数形式：;2. 复数运算;乘除运算 —— 采用指数或极坐标形式;例1 ;5-3 相量法基础 ;一、 问题的提出;w; 同频的正弦量相加仍得到同频的正弦量，所以，只需确定初相位和有效值。因此采用; 任意一个正弦时间函数都有唯一与其对应的复数函数。;同样可以建立正弦电压与相量的对应关系：;对于正弦电压 ，定义复数 ; 给定角频率的正弦量与表示该正弦量的相量之间是一一对应的。 ; 由于复数可以用复平面上的向量表示，而表示正弦量的相量是一个复数，因而相量可以用复平面上的向量表示。在复平面上用以表示正弦量的向量图称为相量图。 ;旋转因子; +j, –j, -1 都可以看成旋转因子。;三、同频率的正弦量的代数和 ;四、正弦量的微分和积分 ;例;① 正弦量;5-4 线性电路的正弦稳态响应 ;暂态分量; i 中的第二项是与电压源电压角频率相同的正弦函数，即正弦稳态响应。 ;故有;5-5 基尔霍夫定律的相量形式 ;由KCL;例5-5-1 图示正弦电流电路中的某一个节点。已知 ;5-6 电路元件电压电流关系 的相量形式 ;一、电阻元件 ;UR=RI;二、电容元件 ;电容电流超前电容电压的相角为;三、电感元件 ;电感电压超前电感电流的相角为;四、受控源 ;例5-6-1 在图示的正弦电流电路中，已知 ;例1;5-7 阻抗与导纳 ;一、阻抗与导纳的定义 ;三种基本元件的阻抗和导纳：;不含独立源的线性二端网络的阻抗和导纳： ;二、阻抗; 阻抗三角形;二端网络的阻抗模和阻抗角的物理意义;例1 ;则;三、导纳;注：二端网络的等效导纳决定于构成二端网络的元件的参数和电路的工作频率，与它的端部激励的大小和激励的初相角无关。 ;四、阻抗与导纳的关系;阻抗与导纳的关系：;注意;五 阻抗（导纳）的串联和并联;分流公式;例2;5-8 正弦电流电路中的功率 ; 单个的电阻元件、电容元件、电感元件所吸收的功率： ;一般的不含独立源的线性二端网络所吸收的功率： ;幅值为 的正弦量，在一个周期内的平均值为0 ，反映了二端网络与外部电路之间的能量的往返。 ;一、平均功率（有功功率）;二、视在功率;三、功率因数、功率因数角 ;四、无功功率;五、S、P、Q之间的关系;六、用电路参数表示的P和Q的计算式;因此二端网络吸收的有功功率和无功功率分别为： ;例1 ;解法 2 ;七、功率因数的提高;当输出相同的有功功率时，线路上电流大，I=P/(Ucos?)，线路压降损耗大。;例5-8-1 照明用日光灯的电路模型可视为电阻元件与电感元件串联的电路如图(a)所示。设一支40W的日光灯接于频率为50Hz、电压（有效值）为220V的正弦电压源上，测得电路中的电流为0.4A（有效值）。试求：1）电路的等效阻抗Z，等效电阻R和等效电感L；2）电路的功率因数；3）电路吸收的无功功率；4）欲将电路的功率因数提高到0.9，应采取何种措施。;八、复功率;5-9 正弦电流电路的相量分析 ;电阻电路与正弦电流电路的分析比较：;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。;（1）将正弦电流电路中所有的电路元件用相量模型表示，得到正弦电流电路的相量模型。 （2）在相量模型中，电压相量、电流相量及元件的阻抗与导纳参数之间均为代数关系，由此可以应用分析线性电阻电路的各种方法和电路定理分析正弦电流电路的相量模型形式的电路，解出待求正弦电压的相量和待求正弦电流的相量。 （3）根据得出的正弦量的相量和电路工作的角频率可获得待求的以时间为变量的正弦函数形式的正弦稳态响应。 ;一、阻抗串联、并联的电路 ;例5-9-1 求图示正弦电流电路中各元件中的电流以及各元件的功率。已知 ， ;二、用系统分析方法和电路定理分析正弦 电流电路 ;例5-9-2 图示正弦电流电路中，已知 ;例5-9-3 求图示正弦电流电路的戴维宁等效电路。;已知平衡电桥 Z1=R1 , Z2=R2 , Z3=R3