第四章正弦交流电路改学案.ppt

例4. 图示电路中,已知:U=220 V,?=50Hz,分析下列情况: (1) S打开时, P=3872W、I=22A，求：I1、UR、UL ; (2) S闭合后发现P不变，但总电流减小，试说明Z2是 什么性质的负载？并画出此时的相量图。 解: (1) S打开时: + - S + (2) 当合K后P不变 I 减小, 说明Z2为纯电容负载 相量图如图示: 方法2: + - S + 解: 例5. 已知：I = 18?45? A，求: UAB。 · · I1 = · 30+j8 ———×18 ?45? j8 I2 = · 30+j8 ———×18 ?45? 30 = 4.64 ?120? A = 17.4 ?30? A VA= 20 I1 = 92.8 ?120? V · · VB= j6 I2 = 104.4 ?120? V · · · UAB = VA – VB = 92.8 ?120? – 104.4 ?120? · · = – 11.6 ?120? V = 11.6 ?– 60? V A B UAB · 10? 20? j2? j6? I · I1 · I2 · 2.7 电路中的谐振 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 2.6.1 串联谐振 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)电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f = fo 或： 3. 串联谐振特怔 (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。 例1. RLC串联电路中，U=10 V，R=10 ?，L=20 mH， C=200 pF时， I=1 A， 求频率?0，UL、UC值。 解：由题意 UR=IR=10 V 故知电路发生谐振 ，即X=0 2.6.2 并联谐振 1. 谐振条件 + - 实际中线圈的电阻很小，所以在谐振时有 则： 2.谐振频率 或 可得出： 由： 3. 并联谐振的特征 (1) 阻抗最大，呈电阻性 (当满足 ? 0L ?? R时) (2)恒压源供电时，总电流最小。 恒流源供电时，电路的端电压最大。 (3)支路电流与总电流 的关系 当? 0L ?? R时， 例2. 已知： 解： 试求： + - 例3. 图示电路中U=220V, (1)当电源频率 时,UR = 0 试求电路的参数L1和L2 (2)当电源频率 时,UR = U 故: 解： (1) 即: I = 0 并联电路产生谐振, 即: + - 并联电路的等效阻抗为: 串联谐振时, 阻抗Z虚部为零, 可得 总阻抗 + - (2) 所以电路产生串联谐振, 2.8 功率因数的提高 1. 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: (1) 电源设备的容量不能充分利用 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: 所以 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。 （2）增加线路和发电机绕组的功率损耗 (费电) 所以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 所以提高 可减