[理学]第9章正弦稳态电路的分析修改.ppt

9.5 复功率 一. 复功率 负 载 + _ 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 复功率是一个辅助计算功率的复数，它将正弦稳态电路的3个功率和功率因数统一在一个公式中。复功率的实部为P，虚部为Q，模为S，辐角为功率因数角。 二.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 + _ 三.复功率守恒定理：在正弦稳态下，任一电路的所有支路吸收的复功率之和为零。即 * 第九章 正弦稳态电路的分析 9.1 阻抗和导纳 9.2 电路的相量图 9.3 正弦稳态电路的分析 9.4 正弦稳态电路的功率 9.5 复功率 9.6 最大传输功率 重点： 1、复阻抗、复导纳等概念。 2、能熟练运用电路基本定律和定理分析正弦稳 态电路。 3、掌握正弦稳态电路的有功功率、无功功率、视在功率和复功率的定义及计算方法。 4、了解提高功率因素的意义和方法。 9.1 阻抗和导纳 一. 阻抗： Z + - 无源 线性 + - 一个无源线性一端口网络，端口加的电压相量和电流相量的比值，定义为该一端口的阻抗Z。 例:一端口网络加激励电压电流如下 求网络的等效电阻与电抗。 解：电压与电流的向量形式 等效阻抗Z j? L R + - 如一端口网络RLC参数已知，阻抗Z为： 阻抗三角形 |Z| R X j X＞0，ΦZ ＞0 ：感性 X＜0 ， Φ Z ＜0 ：容性 X＝0， Φ Z ＝0 ：阻性 二. 导纳 Y + - 导纳Y: 端口电流相量 和电流相量 的比值 (1) 表示限制电流的能力； (2) 频率和感抗成正比, w ?0 直流（XL=0) , w??开路； 频率和容抗成反比, w ?0， |XC|?? 直流开路(隔直) w ?? ，|XC|?0 高频短路(旁路作用) (3) 由于感抗的存在使电流落后电压， 由于容抗的存在使电流超前电压。 阻抗的物理意义： 如一端口内仅含R、L、C时，对应的导纳分别为： 如一端口内为RLC并联时，导纳Y为： 导纳三角形 |Y| G B j j? L R B＞0， Φ Y＞0 ：容性 B＜0 ， Φ Y＜0 ：感性 B＝0， Φ Y＝0 ：阻性 三. 阻抗、导纳关系： 例： Z Z1 Z2 1 0 求（1）各支路电流和电压（2）并联等效电路 解： G Ceq 分流公式求支路电流 支路电压 电路等效导纳 j? L R + - + - + - 选电流为参考相量(wL 1/w C ?＞0 ) ? UX j? L R + - 选电压为参考相量(wC 1/w L，??0 ) ? 9.2 电路的相量图 同频率的正弦量才能表示在同一个向量图中 用途： ②利用比例尺定量计算 ①定性分析 例 在图示相量模型的电路中，已知 ， 。 求电流源的有效值 ，并画出电压、电流的相量图 为参考相量）。 题意解析：此题涉及到相量模型、相量图的相关内容。 (a) (b) 解：以 为参考相量， 画出各电压电流相量图，如图（b）所示。 9.3 正弦稳态电路的分析 电阻电路时域分析与正弦电流电路相量法（频域）分析比较： 用相量法分析正弦稳态电路时，电阻电路的定理和分析方法均可推广到正弦稳态电路的分析，差别仅在于所得方程为以相量形式表示的代数方程以及用相量形式描述的定理，而计算过程则为复数运算。 电路中的独立电源均为同频率正弦量。列写电路的回路电流和节点电压方程 例1. Z3 + _ + _ 2 1 Z1 Z2 Z4 Z5 1 2 3 解： 结点电压： 回路电流： 法一：电源变换 解： 例2. Z2 Z1 Z Z3 Z2 Z1??Z3 Z + - 法二：戴维宁等效变换 Zeq Z + - 例3 计算电流 Z2 Z1 Z3 + - 采用叠加定理 解： Z2 Z1 Z3 Z2 Z1 Z3 + - 已知：Z=10+j50W , Z1=400+j1000W。 例4. 解： Z Z1 + _ 已知：U=115V , U1=55.4V , U2=80V , R1=32W , f=50Hz 求： 线圈的电阻R2和电感L2 。 已知的都是有效值，画相量图进行定性分析。 例5. 解： R1 R2