电子电路-第三章精选文档.ppt

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1、本讲稿第一页，共三十四页本章目录本章目录3.1 正弦量的基本概念正弦量的基本概念3.2正弦量的相量表示法及相量图正弦量的相量表示法及相量图3.3正弦稳态电路的相量模型正弦稳态电路的相量模型3.4阻抗和导纳阻抗和导纳3.5阻抗的串联和并联阻抗的串联和并联3.6正弦稳态电路的分析正弦稳态电路的分析3.8电路中的谐振电路中的谐振本讲稿第二页，共三十四页3.1 正弦量的基本概念正弦量的基本概念n正弦稳态电路正弦稳态电路n电路处于单一频率正弦电源（信号）的激励下。电路处于单一频率正弦电源（信号）的激励下。n电路已经处于稳定状态，作为线性电路，电路中各处电压电路已经处于稳定状态，作为线性电路，电路中各处电

2、压电流都表现为与激励电源同频率的正弦量。电流都表现为与激励电源同频率的正弦量。n正弦信号的表示方法正弦信号的表示方法n波形波形 in 函数表达式函数表达式n 正弦信号的三要素正弦信号的三要素（1）振幅）振幅 Im（2）频率）频率 f、周期、周期 T、角频率、角频率 （3）初相位）初相位 本讲稿第三页，共三十四页3.1 正弦量的基本概念正弦量的基本概念（续（续1）n振幅和有效值振幅和有效值正弦电压或电流的最大值，又叫峰值。记作正弦电压或电流的最大值，又叫峰值。记作 Um、Im在工程应用中常用有效值表示幅度，有效值表示与正弦电在工程应用中常用有效值表示幅度，有效值表示与正弦电压或电流平均热效应相当

3、的直流值。数学上表示为方压或电流平均热效应相当的直流值。数学上表示为方-均均-根根（r-m-s）值：）值：对于正弦电压、电流：对于正弦电压、电流：有效值与振幅之间的关系为：有效值与振幅之间的关系为：本讲稿第四页，共三十四页3.1 正弦量的基本概念正弦量的基本概念（续（续2）n频率频率 f、周期、周期 T、角频率、角频率 n周期周期 T：波形变化一周所需的时间，单位：秒：波形变化一周所需的时间，单位：秒(s)，毫秒，毫秒(ms),微秒微秒(s)n频率频率 f：每秒波形变化的次数：每秒波形变化的次数 单位：赫兹单位：赫兹(Hz)，千赫兹，千赫兹(kHz),兆赫兹兆赫兹(MHz).电网频率（工频）：

4、中国、欧洲电网频率（工频）：中国、欧洲 50 Hz；美国美国、日本、日本 60 Hz;有线通讯频率：有线通讯频率：300 5000 Hz 无线通讯频率：无线通讯频率：30 kHz 3104 MHz声波频率：声波频率：20 20kHzn角频率角频率：每秒函数相位角变化的弧度数每秒函数相位角变化的弧度数 单位：弧度单位：弧度/秒秒(rad/s)本讲稿第五页，共三十四页3.1 正弦量的基本概念正弦量的基本概念（续（续3）n初相位初相位 对于正弦量对于正弦量正弦波在时刻正弦波在时刻 t 的相位角或相位，它以的相位角或相位，它以2 为周期。为周期。t t =0=0 时的相位，称为初相位或初相角时的相位，

5、称为初相位或初相角。-n 相位差相位差两个同频率的正弦量可以比较相位，两个同频率的正弦量可以比较相位，相位差相位差u1、u2 同相位同相位u1 超前超前 u2u1滞后滞后 u2u1、u2 正交正交u1、u2 反相反相本讲稿第六页，共三十四页3.2正弦量的相量表示法及相量图正弦量的相量表示法及相量图+1+j一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转的有向线段在纵轴上的投影值来一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转的有向线段在纵轴上的投影值来表示。表示。矢量长度矢量长度=振幅振幅 矢量与横轴夹角矢量与横轴夹角=初相位初相位矢量以角速度矢量以角速度 按逆时针方向旋转按逆时针方向旋转在复平面上，旋转矢量可以表示为在复

6、平面上，旋转矢量可以表示为旋转因子旋转因子初始矢量初始矢量本讲稿第七页，共三十四页3.2正弦量的相量表示法及相量图正弦量的相量表示法及相量图（续（续1）由于同频率的正弦量（正弦稳态电路中的所有电压电流具有相由于同频率的正弦量（正弦稳态电路中的所有电压电流具有相同频率）旋转速度相同，因此只需要确定它们的初始矢量。称这个同频率）旋转速度相同，因此只需要确定它们的初始矢量。称这个初始矢量为正弦量的初始矢量为正弦量的相量相量。记作。记作振幅相量振幅相量有效值相量有效值相量本讲稿第八页，共三十四页3.2正弦量的相量表示法及相量图正弦量的相量表示法及相量图（续（续2）把相量作为矢量画在复平面上，称为相量图

7、，利用相量图的矢量叠加把相量作为矢量画在复平面上，称为相量图，利用相量图的矢量叠加方法，可以方便地进行同频率正弦量的加、减运算。方法，可以方便地进行同频率正弦量的加、减运算。函数表示：函数表示：相量表示：相量表示：相量图：相量图：两个正弦电压叠加：两个正弦电压叠加：相量叠加：相量叠加：本讲稿第九页，共三十四页3.2正弦量的相量表示法及相量图正弦量的相量表示法及相量图（续（续3）n小结：正弦波的四种表示法小结：正弦波的四种表示法波形图波形图 2 u函数式函数式相量图相量图相量相量计算相量的相位角时，要注意所在象限。如：计算相量的相位角时，要注意所在象限。如：第一象限第一象限 0 90第四象限第四

8、象限-90 0第二象限第二象限 90 180第三象限第三象限-18-180 0时，称该元件时，称该元件(网络网络)为感性的。为感性的。感性感性当元件当元件(网络网络)的阻抗角的阻抗角R时，时，UL=UCUR=U，电感或电容上的电压将大于电路，电感或电容上的电压将大于电路的总电压。因此串联谐振也称为电压谐振。的总电压。因此串联谐振也称为电压谐振。本讲稿第二十九页，共三十四页3.8电路中的谐振电路中的谐振（续（续3）n串联谐振电路的品质因数串联谐振电路的品质因数 谐振时电感（或容抗）上电压与总电压之比称为电路的谐振时电感（或容抗）上电压与总电压之比称为电路的品质因数，用品质因数，用Q表示表示品质因

9、数表示谐振时电感或电容上的电压大于总电压的倍数。品质因数表示谐振时电感或电容上的电压大于总电压的倍数。Q的值的值愈大，电路的选频特性就愈好。愈大，电路的选频特性就愈好。本讲稿第三十页，共三十四页3.8电路中的谐振电路中的谐振（续（续4）n并联谐振并联谐振 并并联联谐谐振振电电路路及及其其相相量量图图如如图图所示。所示。谐振条件（电压、电流同相位）为谐振条件（电压、电流同相位）为 谐振频率谐振频率 本讲稿第三十一页，共三十四页3.8电路中的谐振电路中的谐振（续（续5）由于线圈的电阻一般都很小，由于线圈的电阻一般都很小，0Lr,因此因此 并联电路的谐振频率非常接近于串联谐振频率。并联电路的谐振频率

10、非常接近于串联谐振频率。n 并联谐振的特点并联谐振的特点 n电路的阻抗最大，电流最小。电路的阻抗最大，电流最小。n电压与电流同相，电路呈现纯电阻性，总无功功率为零，电路与电源电压与电流同相，电路呈现纯电阻性，总无功功率为零，电路与电源之间不发生能量互换。之间不发生能量互换。n两支路电流远大于总电流，相位相反。当两支路电流远大于总电流，相位相反。当XL=XCr时，时，iL滞后滞后于于u的角度接近的角度接近90，此时，此时IL=ICI，即支路电流远大于总电流，即支路电流远大于总电流，所以并联谐振也称为电流谐振。所以并联谐振也称为电流谐振。本讲稿第三十二页，共三十四页3.8电路中的谐振电路中的谐振（

11、续（续6）n并联谐振电路的品质因数并联谐振电路的品质因数 与串联谐振电路类似，并联谐振时支路电流与总电流之与串联谐振电路类似，并联谐振时支路电流与总电流之比称为并联谐振电路的品质因数，用比称为并联谐振电路的品质因数，用Q表示表示 并联谐振在电子技术中常用作选频网络，当信号频率为谐振频率并联谐振在电子技术中常用作选频网络，当信号频率为谐振频率f0时，电路阻抗最大，电路两端产生很高的电压（高时，电路阻抗最大，电路两端产生很高的电压（高Q值）。当信值）。当信号频率偏离了号频率偏离了f0时，电路不会发生谐振（简称失谐），阻抗较小，时，电路不会发生谐振（简称失谐），阻抗较小，端电压也较小，从而达到选频的目的。端电压也较小，从而达到选频的目的。本讲稿第三十三页，共三十四页第三章第三章第三章第三章结束结束结束结束本讲稿第三十四页，共三十四页