第3单元电子与电路.pptVIP

第 3 章交 流 电 路 第3章 交流电路 3.1 正弦交流电的基本概念 3.1.1 周期电流 3.1.2 正弦交流电 3.1.3 交流电的有效值 3.2 正弦量的相量表示法 3.2.1 正弦量的矢量表示法 3.2.2 正弦量的相量表示法 3.2.3 复数 3.2.4 基尔霍夫定律的相量形式 3.3 单一元件参数电路 3.2.1 电阻电路 3.3.2 电感元件 3.3.3 电容元件 3.4 简单的正弦交流电路 3.4.1 RLC串联交流电路 3.4.2 阻抗的串联和并联 3.7 正弦交流电路中的谐振 3.7.1 串联谐振 3.7.2 并联谐振 则 XL 称为 电感电抗，简称感抗，单位为欧姆(Ω)。 定义 有效值 用相量形式写出电感电压与电流之间的关系 这是电感电路中欧姆定律的相量形式，既表示了电压与电流有效值之间的关系，也反映了二者之间的相位差。 （3-15） + - L 电感电路相量形式的欧姆定律 相量图 O + - L + - L (2) 瞬时功率 (3) 平均功率 电感元件有的时刻是吸收电功率，有的时刻发出电功率。平均功率为零。 瞬时功率 i u o p 0 + p 0 + p 0 p 0 p o 结论：电感元件是储能元件，不消耗能量，只和电源进行能量交换。 [例3-5] 把一个L=0.01H的电感接到 f=50Hz, U=220V的正弦电源上，(1)求电感电流 I ; (2)如保持U不变，而电源 f = 5000Hz, 这时 I 为多少？ 解： (1) 当 f = 50Hz 时 (2) 当 f = 5000Hz 时 [例] 一只L=20mH的电感元件，通有电流 求(1)感抗XL;(2)线圈两端的电压u;(3)平均功率。 解：（1） (2)线圈两端的电压u (3)平均功率 电感元件不消耗电功率，平均功率为零，P=0。 + - L （1）电流与电压的关系 ① 频率相同 ② 有效值 I =?CU ③电流超前电压90? 则 u i C + _ 若 i u i u 对照电流与电压的表达式 或 则 （3-19） 有效值 XC 称为电容电抗，简称为容抗，单位为欧姆（Ω）。 用相量形式写出电容电压与电流之间的关系 定义 电容电路中相量形式的欧姆定律 相量图 O u i C + _ ì C + _ ù (2) 瞬时功率 (2) 瞬时功率 u i C + _ (3) 平均功率 与电感元件相似，电容元件有的时刻是吸收电功率，有的时刻发出电功率。平均功率为零。 瞬时功率 ： + p 0 充电 p 0 放电 + p 0 充电 p 0 放电 p o u i o u,i [例3-6] 把一个电容 C=318.5×10－6F, 接到 f=50Hz, ù =220∠00V的正弦电源上，试求(1)求电容电流 ì ; (2)如保持ù不变，而电源 f = 106Hz, 这时 ì 为多少？ 解： (1) 当 f = 50Hz 时 (2) 当 f = 106Hz 时 单一参数电路中的基本关系 参数 L C R 基本关系 阻抗 相量式 相量图 u i C L R uC uL uR (a) 对应的相量形式为 (c) ì ù Z u i C L R uC uL uR (a) 由KVL得 （3-21） L R ì ù ùC ùL ùR (b) C (c) ì ù Z 其中 是感抗与容抗之差，称为电抗，单位为欧姆（Ω）。而 称为复阻抗，简称为阻抗，实部为电阻，虚部为电抗。阻抗是复数，但不是表示正弦量，所以大写字母上面不加“点”。 L R ì ù ùC ùL ùR (b) C (c) ì ù Z 复阻抗的模 复阻抗的辐角称为阻抗角 R， X，〡 Z 〡三者之间构成直角三角形，称为阻抗三角形，见图（d）。 X R φ (d) + - + + - - + - 一、阻抗的串联 可以看出，这里的分析方法和结论与直流电阻电路串联很类似。与直流电阻电路类似，Z 称为等效阻抗。 与直流电阻电路串联时的分压公式类似，这里是 分压公式： + + - - + - 显然，多个阻抗串联时的等效阻抗为 Z=Z1+Z2+Z3+…. (3-29) (3-28) 二、阻抗的并联 + - 分流公式： + - + - 对照 得到2个阻抗并联时等效阻抗为 复阻抗的倒数称为复导纳，简称导纳。当并联支路较多时，应用导纳计算比用阻抗计算要简单。 + - 三、导纳 可见复导纳的模与复阻抗的模互为倒数，复导纳的辐角是复阻抗辐角的负数。复导纳并联时 [例3-8] 图中R=10Ω, XL=15 Ω，