电工教案——正弦稳态电路2.doc

第五章 正弦稳态电路 第八节 R、L、C 并联电路及导纳 学习目标：1.掌握R、L、C并联电路的电压电流关系及电流三角形 。 2 掌握导纳及其三角形。 重点难点：电流三角形、导纳 一、电压电流关系 如图 -16 所示R、L、C并联电路。根据KCL可得： 由R、L、C三元件的伏安关系 可得 即 式中 称为复导纳。以电压相量为参考相量，作相量图如图 -17 所示。从相量图可见， 三者组成一个直角三角形，称为电流三角形，三者之间满足： 图 -17 二、复导纳 1 ．复导纳的计算 （ 1 ）直接计算 式中 图5-18 之间符合导纳三角形关系，见图 -18 。 （ 2 ）间接计算 2 ．导纳角与电路性质 ①当 时，电流超前电压， 电路呈容性 ； ②当 时，电压超前电流，电路呈感性； ③ 当 时，电压与电流同相，电路呈电阻性； 三、特例 1 ． R-L 并联 2 ． R-C 并联 例 -14 ： 电路如图 -19 。已知 U=10V ，求各支路电流，画出相量图。解：令端电压 为参考相量，则 由 可得各支路电流分别为 并联电路的复导纳为 则总电流为 图-19 第九节 无源二端网络的等效复阻抗和复导纳 学习目标：1. 掌握阻抗串、并联电路的计算，注意与直流电路的区别。 2 ．掌握复阻抗与复导纳的等效变换。 重点难点：阻抗串、并联。 一、阻抗的串并联 1 ．阻抗的串联 图 -20 如图 -20 ，由 KVL 和相量形式的欧姆定律可知： 即几个阻抗串联后的等效阻抗为几个阻抗之和 。 分压公式： 2 ．阻抗的并联 如图 -21 1 ，由KCL和相量形式的欧姆定律可知： 等效阻抗 分流公式： 3 ．阻抗的混联 例 -15 ： 电路相量模型如图 -22 所示。已知 。 求：①电路的等效阻抗 Z ； ②电流源两端电压相量 和两支路电流 ； ③ 画出相量图。 解：①等效阻抗 ∥ ② 图 -22 ③ 相量图如图 -22(b) 所示。 二、复阻抗与复导纳的等效变换 交流电路中的实际负载的内部结构比较复杂，电工技术中常常用等效阻抗或等效导纳来表示它。 所谓等效，指在电源作用下该负载端口的电压、电流量值和初相位与某一阻抗（导纳）在同一电源作用下产生的电压、电流量值和初相位分别相等，称此阻抗（导纳）与该负载等效。 例 -16 ： 用示波器测出某负载的电压、电流分别为： 试求：①等效阻抗及等效参数；②等效导纳及等效参数。 解： ① 等效电路如图 -23(a) 所示。 ② 等效电路如图 -23(b) 所示。 图 -23 第十节 实际元件的电路模型 （略 不讲） 第十一节 正弦 学习目标： 掌握复杂交流电路的分析方法 。 难点： 复杂交流电路的计算。 通过前几节分析，我们知道正弦交流电路引入电压、电流相量以及阻抗（导纳）的概念后，得出了相量形式的欧姆定律和基尔霍夫定律。然后根据这两个定律又导出了阻抗串、并联，分压及分流公式。这些公式在形式上与直流电路中相应的公式相对应，由此可以推知：分析直流电路的各种方法和定理在形式上同样能适用于分析复杂交流电路。本节通过例题说明如何应用回路法、节点法等来分析复杂正弦交流电路。 图 -24 例 -17: 见图 -24 所示电路。已知 V ， /90 ° V ， ， ， ，试用回路电流法求各支路电流。 解：选定回路电流参考方向如图 24 所示。 列出回路电流方程 代入数据得： 对以上方程求解得：/-56.3 ° A /-115.4 ° A 各支路电流为/-56.3 ° A /-115.4 ° A /11.9 ° A 例 -18: 电路如图 -24 所示，用节点法求支路电流 3 。 解： 以 b 为参考点列出节点电压方程（弥尔曼 定理） /11.9 ° V /11.9 ° A ? A 例 -19: 电路如图 -24 所示，用戴维南定理求支路电流 。图-25 解： 整理后电路如图 -25 所示。 （ 1 ）先求开路电压 /-21.8 ° V （ 2 ）求入端阻抗（将电压源 , 短路处理） （ 3 ）求电流 。 29.9 /11.9 ° A 学习目标：1. 掌握电阻的功率计算。 2．掌握电感、电容的无功功率及平均储能。 重点难点： 无功功率 一、电阻元件的功率 1 ．瞬时功率 设电压电流关联， ，则 ， 从上式可见 ，说明电阻元件始终都在消耗功率，是耗能元件。 2 ．平均功率 单位：瓦，符号： W 二、电感元件的功率 1 ．瞬时功率 设电压电流关联， ，则 ， 2 ．平均功率 即电感元件不消耗功率，是储能元件。 3 ．无功功率 为了衡量电源与电