电工学讲义2教程.ppt

正弦波特征量之三-初相位 相量图 j 的几何意义 正误判断 例2: 已知 例3: 单一参数的交流电路 电阻电路 小 结 电感电路 小结 电容电路 小结 小常识 例 1 举 例 RLC并联电路 复杂正弦交流电路的分析和计算 例 1 例 1 例 2 例 1： 解：用相量式计算 例2： 例3： 例4 交流电路的功率 4 视在功率 例 1 例 3 (1) 电源设备的容量不能充分利用 （2）增加线路和发电机绕组的功率损耗 串联谐振应用举例 例1： 例1： 例1： (2) 用相量法求解 End 电阻元件的功率 电感元件的功率 电容元件的功率 例2: 该电源供出的电流超过其额定电流。 （2）如将 提高到0.9后，电源提供的电流为： 该电源还有富裕的容量。即还有能力再带负载；所以提高电网功率因数后，将提高电源的利用率。 含有电感和电容的电路，如果总电压u 和总电流i同相，称此电路处于谐振状态。此时电路的功率因数等于1，无功功率得到完全补偿，电路与电源之间不再有能量的交换，电路呈电阻性。 谐振 串联谐振：L 与 C 串联时 u、i 同相 并联谐振：L 与 C 并联时 u、i 同相 谐振电路在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用非常广泛。但另一方面又要预防它所产生的危害。 电路的谐振 串 联 谐 振 同相 由定义，谐振时： 或： 即 谐振条件： 谐振时的角频率 串联谐振电路 1. 谐振条件 R L C + _ + _ + _ + _ 2. 谐振频率 根据谐振条件： 或 可得谐振频率为： 固有频率f0 电路发生谐振的方法： (1)电源频率 f 一定，调参数L、C 使 fo= f； (2)电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f = fo 串联谐振的特征 电路阻抗最小， 电流最大 电压与电流同相 cos? = 1 电路元件电压大于总电压 串联谐振的特点1: 电路阻抗最小，电流最大 ? ? 当电源电压一定时： 容性 感性 0 f ? 由于电源电压与电路中电流同相，?=0，电路对电源呈现电阻性。电源供给电路的能量全被电阻所消耗，电源与电路之间不发生能量的互换。能量的互换只发生在电感线圈与电容器之间。 串联谐振的特点2: 电压与电流同相 cos? = 1 当 时， 谐振时： 串联谐振的特点3: 电路元件电压大于总电压 这种情况应避免，易在线圈或电容上产生高压而击穿绝缘材料 但在无线电工程上，又可利用这一特点达到选择信号的作用。 品质因素 --- Q 值 定义：电路处于串联谐振时，电感或电容上的电压和总电压之比。 谐振时: ? 在谐振状态下,若 RXL、RXC ，Q 则体现了电容或电感上电压比电源电压高出的倍数。 接收机的输入电路 ：接收天线 ：组成谐振电路 为来自3个不同电台(不同频率) 的电动势信号； 调C，对所需信号频率产生串联谐振 最大 则 U I I C T = max 0 电路图 线圈L的电阻 等效电路 + - 已知： 解： 若要收听 节目，C 应配多大？ + - 则： 结论：当 C 调到 204 pF 时，可收听到 的节目。 (1) 已知： 所需信号被放大了78倍 + - 信号在电路中产生的电流 有多 大？在 C 上 产生的电压是多少？ (2) 已知电路在 解： 时产生谐振 这时 并联谐振 + - 实际中线圈的电阻很小，有 则： 1. 谐振条件 2. 谐振频率 或 由： 可得出： 0 1 0 0 = - L ω C ω ： 谐振条件 并联谐振的特征 电路阻抗最大， 电流最小I?0 电压与电流同相 cos? = 1 当R 较小，支路电流大于总电流 谐振时阻抗最大，呈电阻性 (当满足 ? 0L ?? R时) 串联谐振的特点1: 电路阻抗最大，电流最小 u i o u,i 瞬时功率 ： u i + - u i + - u i + - u i + - + p 0 充电 p 0 放电 + p 0 充电 p 0 放电 p o 所以电容C是储能元件。 结论： 纯电容不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。 2. 平均功率 P 电容是储能元件,纯电容不消耗能量，它与电源进行能量互换, 一个周期内能量吞吐相当 瞬时功率达到的最大值（吞吐规模） 3. 无功功率 Q （电容性无功取负值） 1. 瞬时功率 p 阻抗电路的功率 在RLC电路中，复阻抗为Z，设电流滞后电压 ? 角 Z u i ? + p P 0 P 0 + P 0 P 0 2. 平均功