最新复阻抗,电工电子ppt课件.ppt

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1、3.3 单一参数正弦交流电路的分单一参数正弦交流电路的分析析 一、纯电阻电路一、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。流的向量图。三、纯电容电路三、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。电流的相量图。n 正弦电路中电容元件的正弦电路中电容元件的VCR：（1 1）电压、电流为同频率的正弦量；）电压、电流为同频率的正弦量；n 容抗：容抗： 电容元件上电压与电流的有效值满足电容元件上电压与电流的有效值满足“ ”“ ”倍关倍关系，系， 称为电容元件的容抗，用称为

2、电容元件的容抗，用X XC C表示。容抗的表达表示。容抗的表达式为：式为：（2 2）电压与电流间有效值关系：）电压与电流间有效值关系： 。 1UIC（3 3）电压与电流的相位关系：）电压与电流的相位关系： 。o90iu1C1CfCCX211Cn 电容元件上电压与电流的相量关系：电容元件上电压与电流的相量关系： 【例】190uiUUIC1iIC190jjCIX IC 电容电压电容电压u uC C和电流和电流i iC C参考方向关联一致，已知：参考方向关联一致，已知： ， 。频率。频率f = 50 Hzf = 50 Hz，求，求电容电容C C。V30220oCUA6011oCI解：jCCCUX I

3、oo22030200j 1 1 60jCCCUXI 求得求得11122 3 14 50 200CCCXfX F915F109156正弦电路的相量分析正弦电路的相量分析一、复阻抗与复导纳一、复阻抗与复导纳n 复阻抗：复阻抗： 以下图以下图RLCRLC串联电路为例。在正弦电路中，有串联电路为例。在正弦电路中，有XRXXRIUZCLj)j( Z Z称为称为RLCRLC串联电路的等效复阻抗。复阻抗的单位串联电路的等效复阻抗。复阻抗的单位是欧姆（是欧姆（），它是一个复数，其实部为串联电路的），它是一个复数，其实部为串联电路的电阻电阻R R，虚部为串联电路的电抗，虚部为串联电路的电抗X X，复阻抗的极坐标

4、形，复阻抗的极坐标形式为式为 ZZ其中其中2222)(CLXXRXRZ Z 为复数阻抗为复数阻抗Z的模，也称电路的阻抗。它反映了串联电路的模，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。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，对正弦电流的阻碍作用越大。越大。 Z 只与元件的参数及频率有关，与电压电流无关。只与元件的参数及频率有关，与电压电流无关。RXXRXCLarctgarctg 为复阻抗的模，又称电路的阻抗角。它是在关联参考方向下，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，即端电压与端电流的相位差，即 = u - i。

5、当。当XLXC即即X0时，时， 0，端电压超前端电流，端电压超前端电流 的电角度；当的电角度；当XLXC即即X0时，时， 0，端电压滞后端电流，端电压滞后端电流 的电角度；当的电角度；当XL = XC 即即X = 0时，时， = 0，端电压与端电流同相。，端电压与端电流同相。n 复导纳：复导纳： 复阻抗的倒数称为复导纳，用字母复阻抗的倒数称为复导纳，用字母Y Y表示，单位表示，单位是西门子（是西门子（S S）。）。ZY1n R、L、C各元件的复阻抗：各元件的复阻抗：RZR1jCZCLjZL电阻元件电阻元件电感元件电感元件电容元件电容元件n 正弦电路的相量分析法正弦电路的相量分析法 所谓所谓相量

6、分析法相量分析法，就是将电路中的电压、电流先，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。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。则运算。 【例】 下图所示正弦电路中，已知端电压下图所示正弦电路中，已知端电压u u（t t）= = 10sin10sin（2 t2 t）V V，R=2R=2，L=2HL=2H，C=0.25FC=0.25F，。试用相，。试用相量法计算电路的等效复阻抗量法计算电路的等效复阻抗Z Z、电流、电流i i（t t）和电压）和电压u uR R（

7、t t）、）、u uL L（t t）、）、u uC C（t t）。）。解：电路的等效复阻抗电路的等效复阻抗Z = ZZ = ZR R + Z + ZL L +Z +ZC C =2+j4j2 =2+j2 = =2+j4j2 =2+j2 = 4522端电流端电流o4522010ZUIA45252由由R R、L L、C C各元件电压与电流的相量关系式得各元件电压与电流的相量关系式得4525 . 22RIRU45077IwLUjLV451414C1j7 07135 VUIC 根据以上电压、电流的相量得到相应的瞬时值表达式根据以上电压、电流的相量得到相应的瞬时值表达式A)452sin(5)452sin(

8、225 . 2ttti）（V)452sin(10)452sin(207. 7)(tttuRV)452sin(20)452sin(214.14)(tttuLV)1352sin(10)1352sin(207. 7)(tttuC【例】 电路如下图所示，端口电压为电路如下图所示，端口电压为 , , 试求各支试求各支路电流及电压。路电流及电压。o127 0解：图中注明的各段电路的复阻抗为图中注明的各段电路的复阻抗为 o0671581)51 j50(Zo1453111)8j8(Zo28371210)26j8(Z电路的等效复阻抗为电路的等效复阻抗为21210ZZZZZZoo0oo04611627511426

9、j88j88371210453111ZZ10j11751 j5080117o0 Zo41074741 j617电路的总电流为电路的总电流为A4104164107470127oooZUI各支路电流为各支路电流为 A833310410416461168371210oooo2121IZZZIA4951141041646116453111oooo2112IZZZI各支路电压各支路电压V2115116833310453111ooo111IZUV261925410416671581ooo00IZU本讲小结 1 1、电阻、电容、电感各元件电压电流的相量关、电阻、电容、电感各元件电压电流的相量关系式分别为系式分别为RRIRU1jCCUIC jLLULI 2 2、正弦交流电路的计算采用相量分析法。以、正弦交流电路的计算采用相量分析法。以RLCRLC串联电路为例，其阻抗为串联电路为例，其阻抗为LC1jjj()jZRLRXXRXC 3 3、端电压与端电流的相量关系式为、端电压与端电流的相量关系式为IZU25 结束语结束语