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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 例3: 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 ： 3.7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 例1： 解：用相量式计算 例2： 例3： 例5： 4.6 复杂正弦交流电路的分析和计算 有功功率 P 4.7 交流电路的频率特性 (2) 传递函数（转移函数） 频率特性曲线 频率特性曲线 2. RC高通滤波电路 3. RC带通滤波电路 一、 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： 二、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： 4.8 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 解： 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: (1) 即:I=0 并联电路产生谐振, 即: + - 试求电路的参数L1和L2 (2)当电源频率 时,UR=U (2) 所以电路产生串联谐振, 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 + - 思考题: 接 收 网 络 + - + - 滤波电路 (a) (1)现要求在接收端消除噪声,问图(a)LC并联电路应工作在什么频率下? ---信号源 如图电路中,已知: ---噪声源 (2)现要求工作信号到达接收端,问图(b)LC串联电路应工作在什么频率下? 接 收 网 络 + - + - (b) 滤波电路 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: 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。 (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。 应用戴维宁计算上例。 例3: 解：(1)断开Z3支路，求开路电压 + - + - + - (2)求等效内阻抗 + - + - (3) 前面几节讨论电压与电流都是时间的函数, 在时间领域内对电路进行分析,称为时域分析。本节主要讨论电压与电流是频率的函数；在频率领域内对电路进行分析, 称为频域分析。 相频特性: 电压或电流的相位与频率的关系。 幅频特性: 电压或电流的大小与频率的关系。 当电源电压或电流（激励）的频率改变时，容抗和感抗随之改变，从而使电路中产生的电压和电流（响应）的大小和相位也随之改变。 频率特性或频率响应： 研究响应与频率的关系 滤波电路主要有： 低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。 (1) 电路 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