[物理]正弦交流电路.ppt

第四节RLC串联的正弦交流电路 (2)相量法 2) 相量图 2.功率 (4) 视在功率 S 阻抗的串联与并联 阻抗的串联 3.8 阻抗的串联与并联 3.8.2 阻抗并联 例1： 解：用相量式计算 复杂正弦交流电路的分析和计算 串联谐振 串联谐振 3. 串联谐振特怔 谐振曲线 通频带： 5.串联谐振应用举例 3.11 功率因数的提高 (1) 电源设备的容量不能充分利用 2. 功率因数cos ?低的原因 （2）增加线路的功率损耗 常用电路的功率因数 3.功率因数的提高 (2) 提高功率因数的措施: 结论 4. 并联电容值的计算 V 读数为141V ? 求：A、V 的读数 已知：I1=10A、 UAB =100V， A B C1 V A 解： 求各表读数 例3: 图示电路中已知: 试求: 各表读数及参数 R、L 和 C。 (1)复数计算 + - A A1 A2 V 若正弦量用相量 表示，电路参数用复数阻抗（ )表示，则直流电路中介绍的基本定律、定理及各种分析方法在正弦交流电路中都能使用。 相量形式的基尔霍夫定律 电阻电路 纯电感电路 纯电容电路 一般电路 相量（复数）形式的欧姆定律 同第2章计算复杂直流电路一样,支路电流法、结点电压法、叠加原理、戴维宁等方法也适用于计算复杂交流电路, 所不同的是电压和电流用相量表示，电阻、电感、和电容及组成的电路用阻抗或导纳来表示，采用相量法计算。 3.9 复杂正弦交流电路的分析与计算 试用支路电流法求电流 I3。 + - + - 例1: 图示电路中，已知 解：应用基尔霍夫定律列出相量表示方程 代入已知数据，可得： + - + - 解之，得： 应用叠加原理计算上例。 例2: 解: (1) 当 单独作用时 同理（2）当 单独作用时 + - + - + - + + - = 应用戴维宁计算上例。 例3: 解：(1)断开Z3支路，求开路电压 + - + - + - (2)求等效内阻抗 + - + - (3) 在含有L 和C 的交流电路中，如果端电压和端电流同相，则称电路处于谐振状态。 串联谐振：L 与 C 串联且 u、i 同相 并联谐振：L 与 C 并联且 u、i 同相 一方面充分利用谐振的特点，(如在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用);另一方面又要预防它所产生的危害。 谐振的概念： 电路呈电阻性。 研究谐振的目的 串联电路的阻抗频率特性 阻抗随频率变化的关系。 容性 感性 0 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 2. 谐振频率(固有频率) 根据谐振条件： R jXL -jXC + _ + _ + _ + _ 或 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. 谐振频率 (2)电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f = fo 即： (1) 阻抗最小 可得谐振频率为： 当电源电压一定时： (2) 电流最大 (3) 同相 (4) 电压关系 电阻电压：UR = Io R = U 有效值大小相等、相位相差180? 电容、电感电压： UC 、UL将远大于 电源电压U 当 时： 有： 由于 (过电压)可能会击穿线圈或电容的 绝缘，因此在电力系统中一般应避免发生串联谐振，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。 令： 表征串联谐振电路的谐振质量 :品质因数， 所以串联谐振又称为电压谐振。 注意 谐振时: 与 相互抵消，但其本 身不为零，而是电源电压的Q倍。 相量图： 如Q=100,U=220V,则在谐振时 所以电力系统应避免发生串联谐振。 电流随频率变化的关系曲线。 Q值越大，曲线越尖锐，选择性越好。 Q大 Q小 分析： 谐振电流 选择性/选频特性: 电路具有选择最接近谐振频率 附近的信号的能力 。 f R ? 在谐振点响应出现峰值，当? 偏离?0时，输出下降。即串联谐振电路对不同频率信号有不同的响应，对谐振信号最突出(响应最大)，而对远离谐振频率的信号具有抑制能力。这种对不同输入信号的选择能力称为“选择性”。 谐振电路具有选择性 谐振电路的选择性与Q成正比 Q越大，谐振曲线越陡。电路对非谐振频率的信号具有强的抑制能力，所以选择性好。因此Q是反映谐振电路性质的一个重要指标。 半功率点 声学研究表明，如信号功率不低于原有最大值一半，人