电路分析基础 第四章 正弦稳态相量分析（2）.ppt

第第5 5节节 正弦电路的相量分析正弦电路的相量分析(3)将将结果表示果表示为时间函数函数。线性性电路，路，单一一频率正弦激励下的率正弦激励下的稳态电路路。条件条件工具工具(1)引入相量形式欧姆定律，将微分引入相量形式欧姆定律，将微分积分化分化为 复代数运算。复代数运算。(2)由于由于KCL和和KVL相量形式成立，前面直流相量形式成立，前面直流 电路分析中等效方法，路分析中等效方法，规范化方法及范化方法及线性性 电路的定理可直接路的定理可直接应用于相量模型。用于相量模型。(3)相量相量图作作为辅助工具助工具正弦正弦稳态电路分析的一般步路分析的一般步骤(1)将将电路路时域模型域模型变为相量模型相量模型；(2)按直流按直流电路的分析方法求出相量解路的分析方法求出相量解；求出正弦求出正弦稳态响响应 u，i1，i2，i3。已知已知一一简单电路路解：例：已知正弦已知正弦稳态电路的工作路的工作频率率求从求从电压源看源看进去二端去二端电路的阻抗。路的阻抗。例例解：解：假定假定二二线性性电路性路性质usi6W250m F8mH3uxj8W12W-j4WuxZ6W12W例例 用戴用戴维南定理求南定理求u(t)的正弦的正弦稳态响响应。解：解：求求电容容C2 两端戴两端戴维南等效南等效电路路1Wabc)(3cos22At2u1u1u(t)C2=1/3FC1=1/3FRj-abc1WW将将bc短路，求短路，求ISCbca-jZ0-jbc1W求求Z0的另一种方法的另一种方法外加外加电源法，令源法，令bca-j1W试用用节点分析点分析计算算，并求出从并求出从ab端口向右看去的阻抗端口向右看去的阻抗Z 例例解：解：将受控将受控电流源当作独立流源当作独立 源源处理，列出理，列出节点方程点方程（自（自导纳和互和互导纳）三三.规范化分析范化分析b5W2W-j6W10Wj4Wa=120oV网孔分析法求：网孔分析法求：输入阻抗入阻抗Z相量相量电压例例解：解：受控源受控源视为独立源，列出网孔方程，独立源，列出网孔方程，50W-j500Wj250W200W400W100oVZ第第6 6节节 正弦稳态功率正弦稳态功率1.瞬瞬时功率功率一、一、有功功率和无功功率有功功率和无功功率N设瞬瞬时功率功率恒定分量恒定分量正弦分量（正弦分量（2）Tp(t)UIco 若二端网络内不含有独立源，即：若二端网络内不含有独立源，即：Z=R+jX，则第一部分为则第一部分为电阻分量电阻分量R所吸收的瞬时功率，第二部分为电抗分量所吸收的瞬时功率，第二部分为电抗分量X所吸收的瞬所吸收的瞬时功率。时功率。有功功率有功功率瞬瞬时功率的平均功率的平均值，平均功率，平均功率单位位为瓦特（瓦特（W）无功功率无功功率瞬时功率中周期量的的最大值瞬时功率中周期量的的最大值单位位为乏（乏（Var）2.有功功率和无功功率有功功率和无功功率反映交换功率的幅值，反映端反映交换功率的幅值，反映端口内外往返交换能量的情况。口内外往返交换能量的情况。反映电阻分量所消耗的平均功率。反映电阻分量所消耗的平均功率。电阻阻电感感电容容3.不同性不同性质元件或子元件或子电路的功率特性路的功率特性功率因数功率因数：功率因数角功率因数角 0：感性，滞后感性，滞后 星型星型变换，假定中，假定中线存在，存在，计算等效算等效单相相电路路应用实例应用实例-照明电路照明电路 正确接法正确接法:每层楼的灯相每层楼的灯相互并联互并联,然后然后分别接至各相分别接至各相电压上。设电电压上。设电源电压为：源电压为：则每盏灯上都可得到额定的工作电压则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。照明电路的一般画法照明电路的一般画法零线上不能加零线上不能加刀闸和保险刀闸和保险讨论讨论照明电路能否采用三相三线制照明电路能否采用三相三线制供电方式？供电方式？ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N不加零线不加零线会不会出会不会出现问题现问题?ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N 设线电压为设线电压为380V。A相断开后，相断开后，B、C 两相两相串连，电压串连，电压UBC（380V）加在加在B、C负载上。如果负载上。如果两相负载对称，则每相负两相负载对称，则每相负载上的电压为载上的电压为190V。问题问题1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通,情况如何情况如何?分析：分析：结果：二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。结果：二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。问题问题2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/4）结果如何？）结果如何？结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。R3ACBR2分析分析关于零线的结论关于零线的结论 负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠接通。相三相制供电，而且必须保证零线可靠接通。中线的作用：使星形连接的不对称负载得到相等中线的作用：使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，零线上不的相电压。为了确保零线在运行中不断开，零线上不允许接保险丝也不允许接刀闸。允许接保险丝也不允许接刀闸。