电路与模拟电子技术第三章正弦稳态电路.pptVIP

本章目录 3.1 正弦量的基本概念 3.2正弦量的相量表示法及相量图 3.3正弦稳态电路的相量模型 3.4阻抗和导纳 3.5阻抗的串联和并联 3.6正弦稳态电路的分析 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高 3.8电路中的谐振 3.1 正弦量的基本概念 正弦稳态电路 电路处于单一频率正弦电源（信号）的激励下。 电路已经处于稳定状态，作为线性电路，电路中各处电压电流都表现为与激励电源同频率的正弦量。 正弦信号的表示方法 波形 3.1 正弦量的基本概念（续1） 振幅和有效值 正弦电压或电流的最大值，又叫峰值。记作 Um、Im 在工程应用中常用有效值表示幅度，有效值表示与正弦电压或电流平均热效应相当的直流值。数学上表示为方-均-根（r-m-s）值： 3.1 正弦量的基本概念（续2） 频率 f、周期 T、角频率 ? 周期 T：波形变化一周所需的时间，单位：秒(s)，毫秒(ms), 微秒(?s)… 频率 f ：每秒波形变化的次数 单位：赫兹(Hz)，千赫兹(kHz), 兆赫兹(MHz) ...电网频率（工频）：中国、欧洲 50 Hz； 美国 、日本 60 Hz;有线通讯频率：300 ~ 5000 Hz 无线通讯频率： 30 kHz ~ 3×104 MHz声波频率：20 ~ 20kHz 角频率ω： 每秒函数相位角变化的弧度数 单位：弧度/秒(rad/s) 3.1 正弦量的基本概念（续3） 初相位? 3.2正弦量的相量表示法及相量图 3.2正弦量的相量表示法及相量图（续1） 3.2正弦量的相量表示法及相量图（续2） 把相量作为矢量画在复平面上，称为相量图，利用相量图的矢量叠加方法，可以方便地进行同频率正弦量的加、减运算。 3.2正弦量的相量表示法及相量图（续3） 小结：正弦波的四种表示法 3.3正弦稳态电路的相量模型 元件的相量模型 3.3正弦稳态电路的相量模型（续1） 3.3正弦稳态电路的相量模型（续2） 3.3正弦稳态电路的相量模型（续3） 3.3正弦稳态电路的相量模型（续4） 电路的相量模型 正弦稳态电路中的所有电源电压和电流、支路电压和电流变量转换为相应的相量； 无源元件R、L和C分别用其相量模型表示。 3.3正弦稳态电路的相量模型（续5） 电路定律的相量形式 基尔霍夫定律 3.4阻抗和导纳 正弦稳态电路中，无源二端网络(元件)的电压相量与电流相量之比称为该二端网络的阻抗，记作Z，阻抗具有电阻的量纲，单位欧姆(?)。 正弦稳态电路中，无源二端网络(元件)的电流相量与电压相量之比称为该二端网络的导纳，记作Y，导纳具有电导的量纲，单位西门子(S)。 阻抗与导纳互为倒数，一般都是复数。 3.4阻抗和导纳（续1） 一般情况下，阻抗Z和导纳Y是复数，而且都是频率的函数。作为复数存在实部和虚部 3.4阻抗和导纳（续2） 3.5阻抗的串联和并联 阻抗的串联、分压 3.5阻抗的串联和并联（续1） 阻抗的并联、分流 3.5阻抗的串联和并联（续2） 阻抗的串并联等效举例：图电路中 3.6正弦稳态电路的分析 正弦稳态电路的相量分析法 时域电路转化为相量模型 按照直流电路的分析方法对相量模型进行分析求响应的相量 对照时间函数与相量的关系，将响应相量转化为时间函数 注：在直流电阻电路中，电路方程为实系数线性方程组；而正弦稳态电路相量分析中，电路方程则是复系数线性方程组。 3.6正弦稳态电路的分析（续1） 3.6正弦稳态电路的分析（续2） 戴维宁定理和诺顿定理的相量域的形式 3.6正弦稳态电路的分析（续3） 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高(续1) 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高(续2) 正弦稳态平均功率 定义正弦稳态电路瞬时功率在一周期内的平均值为平均功率，又称有功功率 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高(续3) 复功率、无功功率 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高(续4) 无源元件的正弦稳态功率 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高(续5) 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高(续6) 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高(续7) 功率因数及其提高 3.7正弦稳态电路的功率及功率因数的提高(续8) 提高功率因数的目的和意义 提高设备功率容量的利用率 抑制供电系统的无功功率，减小线路损耗 减小供电线路电流，节省线路材料 提高功率因数的方法 只能提高线路总的功率因数，不改变设备本身功率因数 提高功率因数的同时不能改变设备的工作状态 通常的供电系统采用电压源供电方式，各负载并联运行 绝大部分的电力设备属于感性负载 提高功率因数的方法是在感性设备两端并联补偿电