第四章 正弦交流电路讲义.ppt

第4章 正弦交流电路 第4章 正弦交流电路 1. 理解正弦量的特征及其各种表示方法； 2. 理解电路基本定律的相量形式及阻抗； 熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法， 会画相量图； 3. 掌握有功功率和功率因数的计算,了解瞬时 功率、无功功率和视在功率的概念； 4.了解正弦交流电路的频率特性，串、并联谐 振的条件及特征； 5.了解提高功率因数的意义和方法。 4.1.1 频率与周期 4.1.2 幅值与有效值 4.2 正弦量的相量表示法 2.正弦量用旋转有向线段表示 3. 正弦量的相量表示 复数表示形式 正误判断 例2: 已知 2. 功率关系 2 平均功率 有功功率 P 可得相量式： 2. 功率关系 瞬时功率 ： 瞬时功率 ： 有效值 可得相量式 2.功率关系 瞬时功率 ： 单一参数正弦交流电路的分析计算小结 2 相量法 2 相量图 2.功率关系 4 视在功率 S 阻抗三角形、电压三角形、功率三角形 例1： 方法1： 方法1： 例2： 4.5 阻抗的串联与并联 4.5.1阻抗的串联 4.5 阻抗的串联与并联 4.5.2 阻抗并联 正弦交流电路的分析和计算 有功功率 P 例1： 解：用相量式计算 例2： 例3： 例5： 4.7 交流电路的频率特性 4.7.2 谐振电路 1. 串联谐振 3 串联谐振特怔 4. 谐振曲线 2 谐振曲线 通频带： 5.串联谐振应用举例 例1： 例1： 3.7.3 并联谐振 1. 谐振条件 1.谐振条件 例2： 例3： 例3： 2 用相量法求解 例3： 3.8 功率因数的提高 1 电源设备的容量不能充分利用 2. 功率因数cos ?低的原因 （2）增加线路和发电机绕组的功率损耗 常用电路的功率因数 3.功率因数的提高 2 提高功率因数的措施 结论 4. 并联电容值的计算 4.9 非正弦周期电压和电流 1.非正弦周期量的分解 4. 非正弦周期电流电路中的平均功率 滤波电路主要有： 低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。 4.7.1 RC滤波电路的频率特性 滤波：即利用容抗或感抗随频率而改变的特 性, 对不同频率的输入信号产生不同的响应, 让 需要的某一频带的信号通过, 抑制不需要的其它 频率的信号。 在同时含有L 和C 的交流电路中，如果总电压和总电流同相，称电路处于谐振状态。此时电路与电源之间不再有能量的交换，电路呈电阻性。 串联谐振：L 与 C 串联时 u、i 同相 并联谐振：L 与 C 并联时 u、i 同相 研究谐振的目的，就是一方面在生产上充分利用谐振的特点， 如在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用 。另一方面又要预防它所产生的危害。 谐振的概念： 同相 由定义，谐振时： 或： 即 谐振条件： 谐振时的角频率 串联谐振电路 1 谐振条件 R L C + _ + _ + _ + _ 2 谐振频率 根据谐振条件： 或 电路发生谐振的方法： 1 电源频率 f 一定，调参数L、C 使 fo f； 2 谐振频率 2 电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f fo 或： 1 阻抗最小 可得谐振频率为： 当电源电压一定时： 2 电流最大 电路呈电阻性，能量全部被电阻消耗， 和 相互补偿。即电源与电路之间不发生能量互换。 3 同相 4 电压关系 电阻电压：UR Io R U 大小相等、相位相差180? 电容、电感电压： UC 、UL将大于 电源电压U 当 时： 有： 由于 可能会击穿线圈或电容的 绝缘，因此在电力系统中一般应避免发生串联谐振，但在无线电工程上，又可利用这一特点达到选择信号的作用。 令： 表征串联谐振电路的谐振质量 品质因数， 所以串联谐振又称为电压谐振。 注意 谐振时: 与 相互抵消，但其本 身不为零，而是电源电压的Q倍。 相量图： 如Q 100,U 220V,则在谐振时 所以电力系统应避免发生串联谐振。 1 串联电路的阻抗频率特性 阻抗随频率变化的关系。 容性 感性 0 电流随频率变化的关系曲线。 Q值越大，曲线越尖锐，选择性越好。 Q大 Q小 分析： 谐振电流 电路具有选择最接近谐振频率附近的电流的能力 ——称为选择性。 R ? f O 谐振频率 上限截止频率 下限截止频率 Q大 通频带宽度越小 Q值越大 ，选择性越好，抗干扰能力 越强。 Q小 △? ?2－?1 当电流下降到0.707Io时所对应的上下限频率之差，称通频带。即： 接收机的输入电路 ：接收天线 ：组成谐振电路 电路图 为来自3个不同电台 不同频率 的电动势信号； 调C，对所需信号频率产生串联谐振 等效电路 最大 则 + - 已知： 解： 若