电路第九章(第24讲)(20091126)正弦稳态电路分析2.ppt

思路： 1、在正弦交流电路中，电阻、电感和电容都看成电阻： 是复数形式（称为复阻抗）。 2、复阻抗的串、并联组合的等效，完全按照前面讲的电阻的计算原则计算。（由于是复数形式，按复数的运算法则进行） 3、在向量+复阻抗（称为向量模型）的形式下，处理正弦交流电路时：前面的稳态电路的所有规律和方法都可以大胆使用！！ 正弦交流电路分析的步骤： 1、画出对应的向量图，（包括：各电流、电压的向量，电阻、电容、电感的阻抗）； 2、按照稳态电路的进行向量分析；得出所求的向量。（注意是复数的运算）； 3、按要求将所要求的向量写回正弦交流形式. * 第9章 正弦稳态电路的分析 2. 正弦稳态电路的分析； 3. 正弦稳态电路的功率分析； 重点： 1. 阻抗和导纳； 4. 串、并联谐振的概念； 电阻电路与正弦电流电路的分析比较： 可见，二者依据的电路定律是相似的。只要作出正弦电流电路的相量模型，便可将电阻电路的分析方法推广应用于正弦稳态的相量分析中。 例1: 课堂小测验 R2 + _ L i1 i2 i3 R1 C u Z1 Z2 R2 + _ R1 1、画出电路的相量模型 求:各支路电流。 已知： 解 2、 Z1 Z2 R2 + _ R1 3、（没要求） 9.5 正弦稳态电路的功率 无源一端口网络吸收的功率( u, i 关联) 1. 瞬时功率 (instantaneous power) 无 源 + u i _ 第一种分解方法； 第二种分解方法。 第一种分解方法： ? t O UIcos? (1＋cos2? t) UIsin? sin2? t 第二种分解方法： ? p有时为正, 有时为负； p0, 电路吸收功率： p0，电路发出功率； UIcos?(1＋cos2? t)为不可逆分量。 UIsin? sin2? t为可逆分量。 ? t O p i u UIcos? UIcos(2? t－? ) 2.平均功率 (average power)P ? =?u-?i：功率因数角。对无源网络，为其等效阻抗的阻抗角。 cos ? ：功率因数。 P 的单位：W（瓦） 一般地 , 有 0??cosj??1 X0, j 0 , 感性 X0, j 0 , 容性 cosj 1, 纯电阻 0， 纯电抗 平均功率实际上是电阻消耗的功率，亦称为有功功率。表示电路实际消耗的功率，它不仅与电压电流有效值有关，而且与 cos?有关，这是交流和直流的很大区别, 主要由于电压、电流存在相位差。 4. 视在功率S 反映电气设备的容量。 3. 无功功率 (reactive power) Q 表示交换功率的最大值，单位：var (乏)。 Q0，表示网络吸收无功功率；Q0，表示网络发出无功功率 Q 的大小反映网络与外电路交换功率的大小。是由储能元件L、C的性质决定的 有功，无功，视在功率的关系： 有功功率: P=UIcosj 单位：W 无功功率: Q=UIsinj 单位：var 视在功率: S=UI 单位：VA j S P Q j Z R X j U UR UX R X + _ + _ o o + _ 功率三角形 阻抗三角形 电压三角形 电压、电流的有功分量和无功分量： (以感性负载为例) R X + _ + _ + _ ? G B + _ ? 5. R、L、C元件的有功功率和无功功率 u i R + - PR =UIcos? =UIcos0? =UI=I2R=U2/R QR =UIsin? =UIsin0? =0 i u L + - PL=UIcos? =UIcos90? =0 QL =UIsin? =UIsin90? =UI i u C + - PC=UIcos? =Uicos(-90?)=0 QC =UIsin? =UIsin (-90?)= -UI (发出无功) 反映电源和负载之间交换能量的速率。 无功的物理意义: 例 电感、电容的无功补偿作用 L C R u uL uC i + - + - + - ? t i 0 uL uC pL pC 当L发出功率时，C刚好吸收功率，则与外电路交换功率为pL+pC。因此，L、C的无功具有互相补偿的作用。 交流电路功率的测量 u i Z + - W * * i1 i2 R 电流线圈 电压线圈 单相功率表原理： 电流线圈中通电流i1=i；电压线圈串一大电阻R(R?L)，加上电压u，则电压线圈中的电流近似为i2?u/R。 指针偏转角度(由M 确定)与P 成正比，由偏转角(校准