复阻抗电工电子优秀课件.ppt

复阻抗电工电子第1 页，本讲稿共24 页3.3 单一参数正弦交流电路的分析 一、纯电阻电路 下图所示为纯电阻电路图、相量模型图及电压电流的向量图。第2 页，本讲稿共24 页n 正弦电路中电阻元件的VCR：（1）电压、电流为同频率的正弦量；（2）电压与电流间有效值关系：U=R I。（3）电压与电流的相位关系：（电压电流同相）。n 电阻元件上电压与电流的相量关系：第3 页，本讲稿共24 页二、纯电感电路 下图所示为纯电感的电路图、相量模型图及电压电流的相量图。第4 页，本讲稿共24 页n 正弦电路中电感元件的VCR：（1）电压、电流为同频率的正弦量；（2）电压与电流间有效值关系：n 感抗：电感元件上电压与电流的有效值满足 倍关系，称为电感元件的感抗，用XL表示。感抗的表达式为：XL=2fL（3）电压与电流的相位关系：。第5 页，本讲稿共24 页n 电感元件上电压与电流的相量关系：【例】纯电感电路中，电压、电流为关联方向。已知uL（t）=311cos（100t+60o）V，L=2H，求电感电流iL（t）并画出相量图。第6 页，本讲稿共24 页解：由于电压uL与电流iL为参考方向一致，由已知得到：根据电感元件VCR的相量关系式可得：所以解析式为 第7 页，本讲稿共24 页相量图如右图所示。第8 页，本讲稿共24 页三、纯电容电路 下图所示为纯电容的电路图、相量模型图及电压电流的相量图。第9 页，本讲稿共24 页n 正弦电路中电容元件的VCR：（1）电压、电流为同频率的正弦量；n 容抗：电容元件上电压与电流的有效值满足“”倍关系，称为电容元件的容抗，用XC表示。容抗的表达式为：（2）电压与电流间有效值关系：。（3）电压与电流的相位关系：。第10 页，本讲稿共24 页n 电容元件上电压与电流的相量关系：【例】电容电压uC和电流iC参考方向关联一致，已知：，。频率f=50 Hz，求电容C。第11 页，本讲稿共24 页解：求得第12 页，本讲稿共24 页正弦电路的相量分析一、复阻抗与复导纳n 复阻抗：以下图RLC串联电路为例。在正弦电路中，有第13 页，本讲稿共24 页 Z称为RLC串联电路的等效复阻抗。复阻抗的单位是欧姆（），它是一个复数，其实部为串联电路的电阻R，虚部为串联电路的电抗X，复阻抗的极坐标形式为其中 Z 为复数阻抗Z的模，也称电路的阻抗。它反映了串联电路对正弦电流的阻碍作用大小。Z 越大，对正弦电流的阻碍作用越大。Z 只与元件的参数及频率有关，与电压电流无关。第14 页，本讲稿共24 页 为复阻抗的模，又称电路的阻抗角。它是在关联参考方向下，端电压与端电流的相位差，即=u-i。当XLXC即X0时，0，端电压超前端电流 的电角度；当XLXC即X0时，0，端电压滞后端电流 的电角度；当XL=XC 即X=0时，=0，端电压与端电流同相。n 复导纳：复阻抗的倒数称为复导纳，用字母Y表示，单位是西门子（S）。第15 页，本讲稿共24 页n R、L、C 各元件的复阻抗：电阻元件电感元件电容元件n 正弦电路的相量分析法 所谓相量分析法，就是将电路中的电压、电流先表示成相量形式，然后用相量形式进行运算的方法。由前面分析可知，相量分析法实际上利用了复数的四则运算。第16 页，本讲稿共24 页【例】下图所示正弦电路中，已知端电压u（t）=10sin（2 t）V，R=2，L=2H，C=0.25F，。试用相量法计算电路的等效复阻抗Z、电流i（t）和电压uR（t）、uL（t）、uC（t）。第17 页，本讲稿共24 页解：电路的等效复阻抗Z=ZR+ZL+ZC=2+j4j2=2+j2=端电流由R、L、C各元件电压与电流的相量关系式得第18 页，本讲稿共24 页根据以上电压、电流的相量得到相应的瞬时值表达式第19 页，本讲稿共24 页【例】电路如下图所示，端口电压为,试求各支路电流及电压。第20 页，本讲稿共24 页解：图中注明的各段电路的复阻抗为 电路的等效复阻抗为第21 页，本讲稿共24 页电路的总电流为各支路电流为 第22 页，本讲稿共24 页各支路电压第23 页，本讲稿共24 页本讲小结 1、电阻、电容、电感各元件电压电流的相量关系式分别为 2、正弦交流电路的计算采用相量分析法。以RLC串联电路为例，其阻抗为 3、端电压与端电流的相量关系式为第24 页，本讲稿共24 页