用向量法表示电路精选PPT.ppt

《用向量法表示电路精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用向量法表示电路精选PPT.ppt（30页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于用向量法表示电路第1页，讲稿共30张，创作于星期二8-1 8-1 复复 数数 复数复数F的表示形式的表示形式Fb+1+ja0F=a+jbFb+1+ja0|F|1.1.复数及其表示形式复数及其表示形式第2页，讲稿共30张，创作于星期二两种表示法的关系：两种表示法的关系：F=a+jb F=|F|ej =|F|直角坐标表示直角坐标表示极坐标表示极坐标表示或或则则 F1F2=(a1a2)+j(b1b2)(1)(1)加减运算加减运算若若 F1=a1+jb1，F2=a2+jb2F1F2+1+j0Fb+1+ja0|F|图解法图解法2.2.复数运算复数运算实部与实部相加减，虚部与虚部相加减。实部与实部相加

2、减，虚部与虚部相加减。采用代数形式采用代数形式第3页，讲稿共30张，创作于星期二(2)(2)乘除运算乘除运算若若 F1=|F1|1 ，F2=|F2|2除法：模相除，角相减。除法：模相除，角相减。例例1.乘法：模相乘，角相加。乘法：模相乘，角相加。则则:解解采用极坐标形式采用极坐标形式第4页，讲稿共30张，创作于星期二例例2.(3)(3)旋转因子：旋转因子：复数复数 ej =cos +jsin =1 F ej 相相当当于于F逆逆时时针针旋旋转转一一个个角角度度 ，而而模模不不变变。故故把把 ej 称为旋转因子。称为旋转因子。解解F+1+j0F ej 第5页，讲稿共30张，创作于星期二故故+j,j

3、,-1 都可以看成旋转因子。都可以看成旋转因子。几种不同几种不同 值时的旋转因子值时的旋转因子+1+j0复数乘除的图解法：复数乘除的图解法：第6页，讲稿共30张，创作于星期二8-2 正弦量正弦量电路中按正弦规律电路中按正弦规律 变化的电压和电流，统称为正弦量。正弦变化的电压和电流，统称为正弦量。正弦量的表示方法：量的表示方法：三角函数式；三角函数式；波形图；波形图；相量法。相量法。在图示电流在图示电流i的参考方向下，的参考方向下，i(t)=Imcos(t+i )i+_uIm,i 这这3个个量量一一确确定定，正正弦弦量量就就完完全全确确定定了了。所所以以，称称这这3个量为正弦量的三要素。正弦量随

4、时间变化的图形称为正弦波。个量为正弦量的三要素。正弦量随时间变化的图形称为正弦波。第7页，讲稿共30张，创作于星期二 3 3、角频率、角频率(angular frequency):1、周期、周期T：正弦量变化一个循环所需的时间。正弦量变化一个循环所需的时间。单位：单位：s，秒，秒单位：单位：rad/s rad/s，弧度，弧度/秒秒一、周期、频率和角频率一、周期、频率和角频率2、频率、频率f：正弦量每秒重复变化的次数。正弦量每秒重复变化的次数。单位：单位：Hz，赫，赫(兹兹)正弦量的相位正弦量的相位随时间变化的角速度，即：随时间变化的角速度，即：tiO i iTIm2 ttiOTi第8页，讲稿共

5、30张，创作于星期二1、瞬时值瞬时值:正弦量在任一瞬间的值称为正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值瞬时值，用小写字母表用小写字母表示，如示，如 i、u，e。2、幅值（最大值）：幅值（最大值）：瞬时值中的最大的值称为瞬时值中的最大的值称为幅值或最大值幅值或最大值，用带下标用带下标m的大写字母表示，如的大写字母表示，如Im、Um、Em。图中，图中，3、有效值：有效值：周期性电流、电压的瞬时值随时间而变，为了衡量周期性电流、电压的瞬时值随时间而变，为了衡量其平均效果，工程上采用有效值来表示。其平均效果，工程上采用有效值来表示。二、幅值和有效值二、幅值和有效值第9页，讲稿共30张，创作于星期二 周期电流、电

6、压有效值周期电流、电压有效值(effective value)定义定义R直流直流IR交流交流i电流有效电流有效值定义为值定义为有效值也称均方根值有效值也称均方根值(root-meen-square)物物理理意意义义 上式适用于周期变化的量，不能用于非周期量。上式适用于周期变化的量，不能用于非周期量。注意：注意：第10页，讲稿共30张，创作于星期二同样同样，可定义电压有效值：，可定义电压有效值：正弦电流、电压的有效值正弦电流、电压的有效值设设 i(t)=Imcos(t+i )第11页，讲稿共30张，创作于星期二三、初相位三、初相位 随时间变化的角度（）称为正弦量的相位，或称相位角。正弦量在t=0

7、时刻的相位，称为正弦量的初相位（角），简称初相，即 两个同频率正弦量的相位之差或初相位之差，即211、相位（相位角）：、相位（相位角）：2、初相位：3、相位差：第12页，讲稿共30张，创作于星期二 研究不同频率正弦量的相位差无意义。研究不同频率正弦量的相位差无意义。设设 u(t)=Umcos(t+u),i(t)=Imcos(t+i)则则 相位差相位差：=(t+u)-(t+i)=u-i 0，u超前超前i角角 ，或，或i 落后落后u角角 (u 比比i先到达最大值先到达最大值)；0，i 超前超前u角角 ，或或u 滞后滞后 i角角,i 比比 u 先到达最大值。先到达最大值。tu,iu iO规定：规定：

8、|(180)。注意：注意：第13页，讲稿共30张，创作于星期二 0，同相：同相：=(180o)，反相：，反相：特殊相位关系：特殊相位关系：tu,iu i0 tu,iu i0=/2/2：u 领先领先 i/2/2；i 落后落后 u/2/2。称。称u、i正交。正交。tu,iu i0第14页，讲稿共30张，创作于星期二例例计算下列两正弦量的相位差。计算下列两正弦量的相位差。解解不能比较相位差不能比较相位差两个正弦量进行相位比较时应满足同频率、同函数、同符号，且两个正弦量进行相位比较时应满足同频率、同函数、同符号，且在主值范围比较。在主值范围比较。第15页，讲稿共30张，创作于星期二83 相量法的基础相

9、量法的基础设函数设函数对对A(t)取实部：取实部：对于任意一个正弦时间函数都有唯一与其对应的复数函数对于任意一个正弦时间函数都有唯一与其对应的复数函数A(t)包含了三要素：包含了三要素：I、，复常数包含了复常数包含了I I ,。A(t)还可以写成还可以写成复常数复常数无物理意义无物理意义是一个正弦量是一个正弦量 有有物理意义物理意义一一.用相量表示正弦量用相量表示正弦量1、相量式、相量式第16页，讲稿共30张，创作于星期二称称 为正弦量为正弦量 i(t)对应的相量。对应的相量。同样可以建立正弦电压与相量的对应关系：同样可以建立正弦电压与相量的对应关系：已知已知例例1 1试用相量表示试用相量表示

10、i,u.解解注：第17页，讲稿共30张，创作于星期二在复平面上用向量表示相量的图在复平面上用向量表示相量的图例例2试写出电流的瞬时值表达式。试写出电流的瞬时值表达式。解解2 2、相量图、相量图 i i u第18页，讲稿共30张，创作于星期二二二.相量计算相量计算1 1、同频率正弦量的加减同频率正弦量的加减故同频正弦量相加减运算变成对应故同频正弦量相加减运算变成对应相量的相加减运算。相量的相加减运算。i1 i2=i3可得其相量关系为：可得其相量关系为：第19页，讲稿共30张，创作于星期二例例也可借助相量图计算也可借助相量图计算+1+j+1+j首尾相接首尾相接第20页，讲稿共30张，创作于星期二

11、2.2.正弦量的微分，积分运算正弦量的微分，积分运算微分运算微分运算:积分运算积分运算:第21页，讲稿共30张，创作于星期二例例Ri(t)u(t)L+-C用相量运算：用相量运算：相量法的优点：相量法的优点：（1 1）把时域问题变为复数问题；）把时域问题变为复数问题；（2 2）把微积分方程的运算变为复数方程运算；）把微积分方程的运算变为复数方程运算；（3 3）可以把直流电路的分析方法直接用于交流电路；）可以把直流电路的分析方法直接用于交流电路；第22页，讲稿共30张，创作于星期二84电路定律的相量形式电路定律的相量形式定律时域形式相量形式二、二、R、L、C的的VCR相量形式相量形式uR(t)i(

12、t)R+-R+-1、电阻R u=i同同相相位位一、一、基尔霍夫定律的相量形式基尔霍夫定律的相量形式第23页，讲稿共30张，创作于星期二1)时域形式：时域形式：2、电感、电感L2)相量形式：相量形式：i(t)uL(t)L+-j L+-1第24页，讲稿共30张，创作于星期二1）时域形式2）相量形式iC(t)u(t)C+-+-u3、电容、电容C第25页，讲稿共30张，创作于星期二（2）KCL，KVL的相量形式和R、L、C等元件VCR的相量形式与描述电阻电路的有关关系式完全相似。（1）对线性受控源，同样可用相量形式表示。如图中，注：注：第26页，讲稿共30张，创作于星期二LCR+uL-uCa+-iS S+uR-bcdR+-a+-+-bcd例例1解解第27页，讲稿共30张，创作于星期二R+-a+-+-bcd第28页，讲稿共30张，创作于星期二例例2 2试判断下列表达式的正、误：试判断下列表达式的正、误：L第29页，讲稿共30张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第30页，讲稿共30张，创作于星期二