正弦稳态电路.pptx

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1、作业（1）5-6，5-10，5-12，5-14，5-16；5-20，5-22，5-24，5-27，5-29；第1页/共67页目录5.1正弦量的基本概念正弦量的基本概念5.2正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法5.3基尔霍夫定律及元件方程相量形式基尔霍夫定律及元件方程相量形式5.4阻抗与导纳阻抗与导纳5.5正弦稳态电路分析正弦稳态电路分析5.6正弦稳态电路的功率正弦稳态电路的功率5.7应用应用第2页/共67页 相位差 正弦量的相量表示 复阻抗复导纳 相量图 用相量法分析正弦稳态电路 正弦交流电路中的功率分析教学要点第3页/共67页5.1正弦量的基本概念 ：i(t)=Imcos(t+i)i+_u(

2、1)幅值(amplitude)(振幅、最大值)Im(2)(2)角频率角频率(angular frequency)(3)初相位(initial phase angle)iiIm ti(t)=Imcos(t+i)i波形图正弦量的三要素是正弦量之间区分和比较的依据第4页/共67页iIm ti(t)=Imcos(t+i)i波形图一般|i|i =0 00i =0ii0i =-90=-900 00初相位ii 是正弦量在t=0时刻的相位，称为正弦量的初相位（初相角），简称初相，即iii0t第5页/共67页相位差(phase difference)。设u(t)=Umcos(t+u)i(t)=Imcos(t+i

3、)相位差=(t+u)-(t+i)=u-i 0，u 领先(超前)i，或i 落后(滞后)u;ui u i tu,i0 1/C，X0，0，电路为感性，电压超前电流；L1/C，X0，1/C)三角形UR、UX、U 称为电压三角形，它和阻抗三角形相似。即 UXj LR+-+-+-+第48页/共67页例.iLCRuuLuC+-+-+-已知：R=15,L=0.3mH,C=0.2 F,求i,uR,uL,uC.解：其相量模型为j LR+-+-+-第49页/共67页则UL=8.42U=5，分电压大于总电压。-3.4相量图第50页/共67页例例5-8 已知图示电路中，已知图示电路中，R1 1=20=20 L L=5

4、mH=5 mH，R2 2=5=5 ，C=25=25 F F。求求（1 1）当角频率为）当角频率为2000 2000 rad/srad/s时，电路的等效阻抗。时，电路的等效阻抗。（2 2）当角频率为）当角频率为8000 8000 rad/srad/s时，电路的等效阻抗。时，电路的等效阻抗。（3 3）当电路的角频率为多少时，电路的阻抗为纯电阻性？此时电阻为多少？）当电路的角频率为多少时，电路的阻抗为纯电阻性？此时电阻为多少？j LR1+-R2解端口的等效阻抗为（1）当角频率为2000rad/s时，有第51页/共67页（2）当角频率为8000rad/s时，有（3）要求阻抗为纯电阻性，即阻抗Z的虚部为

5、零，即：所以可见：阻抗是频率的函数，电路的频率改变，阻抗也就改变了！j LR1+-R2第52页/共67页导纳的定义对图示的无源一端口网络，导纳Y定义为无源线性网络导纳Y也可以表示为 导纳Y Y是一个复量，又称复导纳 。G GReReY Y，为导纳的电导分量；B BImImY Y，为导纳的电纳分量。复导纳Y单位：S第53页/共67页Y复导纳；G电导(导纳的实部)；B电纳(导纳的虚部)；|Y|复导纳的模；导纳角。关系：或G=|Y|cos B=|Y|sin|Y|GB 导纳三角形第54页/共67页复导纳是电导和电纳的组合容纳BC单位均是西门子（S)S)。导纳也是一个无源一端口元件的等效导纳（或策动导纳

6、），其实部G和虚部B均为外加激励角频率的函数。仿照阻抗的形式，导纳的一般形式为:R、L、C 元件的导纳（1）R：（2）L：（3）C：感纳BL第55页/共67页RLC并联电路的导纳由KCL：iLCRuiLiC+-iLj LR+-第56页/共67页Y=G+j(C-1/L)=|Y|C1/L，B0，0，电路为容性，i超前u；C1/L，B0，0，电路为感性，i滞后u；C=1/L，B=0，=0，电路为电阻性，i与u同相。画相量图：选电压为参考向量(C1/L，0，则B0，即仍为感性。2、互求计算(1)Y第59页/共67页2、互求计算(2)同样，若由Y变为Z，则有：ZRjXGjBY第60页/共67页3、阻抗串

7、并联n串联串联n并联并联等效分压等效分流第61页/共67页例例5-9 图中已知 ，电流的有效值为2 2 A A，试求端口电压和两个阻抗上电压的有效值。z1z2解解 总的阻抗为 端口电压有效值为：两个阻抗上电压有效值为 结果表明，正弦交流电路中不再是分压要比总电压小的规律了!即有部分（或全部）串联阻抗上电压的有效值会高于端口总电压的有效值。同样在并联分流电路中，也会出现分流电流的有效值大于总电流的有效值的情况。第62页/共67页例例5-10 已知，电源电压的有效值为220V。求图示电路的输入端阻抗和各个支路的电流解解端口等效阻抗为设电压相量为 ，则有 Z1Z2Y3第63页/共67页Z1Z2Y3电流 为分流电流，即 KCL或分流第64页/共67页4、-Y等效阻抗互换直流电阻电路中的 与Y等效变换仍然适用于阻抗电路 ZaZbZcZ1Z2Z3Y ZaZbZcZ1Z2Z3Y 第65页/共67页To be continued!且听下回分解！第66页/共67页感谢您的观看！第67页/共67页