第4章正弦交流电路技巧.ppt

序言 人生活于社会之中。 Nikola Tesla 第4章 正弦交流电路 第4章 正弦交流电路 一、理解正弦量的特征及其各种表示方法。 二、理解电路基本定律的相量形式及复阻抗， 熟练掌握计算正弦交流电路的相量分析法。 会画相量图。 三、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。 四、了解正弦交流电路的频率特性，串、并联谐 振的条件及特征。 五、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.正弦量的相量表示 1 复数表示形式 正误判断 例2 在下列几种情况下，哪些可以用相量进行运算，如何运算？ 例3 已知 例4 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 二、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： 4.5 阻抗的串联与并联 4.5.1阻抗的串联 4.5.2 阻抗并联 4.6 正弦交流电路的分析和计算 补充 有功功率 P 例1： 解：用相量式计算 例2： 例3： 2 ： 4.7.2（1） 串联谐振 4.7.2 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4.7.2： 例4.7.2： 4.8 功率因数的提高 1、电源设备的容量不能充分利用 一、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 二. 功率因数的提高 2. 提高功率因数的措施: 结论 3. 并联电容值的计算 作业 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。 f R ? 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： 若要收听 节目，C 应配多大？ + - 则： 结论：当 C 调到 204 pF 时，可收听到 的节目。 1 已知： 所需信号被放大了78倍 + - 信号在电路中产生的电流 有多 大？在 C 上 产生的电压是多少？ 2 已知电路在 解： 时产生谐振 这时 功率因数　　　:对电源利用程度的衡量。 X ? + - 的意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角 时,电路中发生能量互换,出现无功 当 功率 这样引起两个问题: 若用户： 则电源可发出的有功功率为： 若用户： 则电源可发出的有功功率为： 而需提供的无功功率为: ? 提高 可使发电设备的容量得以充分利用 无需提供的无功功率。 费电 ? 要求提高电网的功率因数对国民经济的发展有重要的意义。 设输电线和发电机绕组的电阻为 : 要求: Ｐ、Ｕ定值 时 ? 提高 可减小线路和发电机绕组的损耗。 导线截面积 日常生活中多为感性负载---如电动机、日光灯，其等效电路及相量关系如下图。 相量图 + - + - + - 感性等效电路 40W220V白炽灯 例 40W220V日光灯 供电局一般要求用户的 否则受处罚。 ? 纯电阻电路 R-L-C串联电路 纯电感电路或 纯电容电路 电动机 空载 电动机 满载 日光灯 （R-L串联电路） 必须保证原负载的工作状态不变。即： 加至负载上的电压和负载的有功功率不变。 在感性负载两端并电容 I 1. 提高功率因数的原则： + - 分流公式： 对于阻抗模一般 注意： + - + - 通式: 思考 下列各图中给定的电路电流、阻抗是否正确？ 两个阻抗并联时,在什么情况下: 成立。 I 8A ? I 8A ? c 4A 4 ? 4A 4 ? A2 A1 d 4A 4 ? 4A 4 ? A2 A1 同第2章计算复杂直流电路一样,支路电流法、结点电压法、叠加原理、戴维宁等方法也适用于计算复杂交流电路。所不同的是电压和电流用相量表示，电阻、电感、和电容及组成的电路用阻抗或导纳来表示，采用相量法计算。下面通过举例说明。 4.6 复杂正弦交流电路的分析与计算 例4.6.1: 图示电路中，已知 试用支路电流法求电流 I3。 + - + - 解：应用基尔霍夫定律列出相量表示方