第９章 正弦稳态电路的分析.pptVIP

第九章 第 1 讲 §9-1 阻抗和导纳 阻抗的定义 复阻抗 Z和的相量形式下的欧姆定律 电阻和电抗 感抗和容抗 复阻抗的实部与虚部 感性电路相量图 容性电路相量图 阻抗、电阻分量和电抗分量 复阻抗的倒数定义为复导纳 单个元件的导纳 并联电路的导纳 阻抗和纳的等效互换 导纳的并联 导纳三角形 导纳是正弦激励的函数 用阻抗表示电导和电纳 RLC串联电路的阻抗 RLC并联电路的导纳 §9-2 阻抗（导纳）的串联和并联 等效导纳 例 9-1 题目 解题要点 计算各部分阻抗： 各元件电压相量为： 例 9-2 题目 例 9-2 并联等效阻抗 例9-2 总的输入阻抗 例 3.8.2(秦) 求并联阻抗 用阻抗求各支路电流 例3.8.5(秦) 求并联导纳 用导纳求各支路电流 例 9-5 解 该电路的结点电压方程为： 如取顺时针的回路电流 例 9-6 例 9-6 (续) 例 9-6(续) 例 9-7（较难） 例 9-7(续) 求开路电压 用加压求流法求等效内组Zeq 例 9-8 方法一 相量图法 §9-5 正弦稳态电路功率 电阻电路 电阻电路瞬时功率的波形 电感电路 电感电路的平均功率P 电感电压电流相量关系 感抗的讨论 电感电路的无功功率Q 电感的瞬时功率波形 电容电路 电容电压电流相量关系 容抗的讨论 电容电路的平均功率P 电容的无功功率 Q 电容的瞬时功率波形 正弦稳态电路功率的一般表示式 正弦稳态电路瞬时功率的一般表示式 在瞬时功率波形的一般表示式中 瞬时功率的另一种般表示式 瞬时功率另一种一般表示式的意义 平均功率的一般表示法 功率因数 RLC串联电路 电压三角形 功率三角形 功率三角形的意义 例 9-9 例 9-9（续） 例 9-9（续） 另法 §9-6 复功率 复功率的意义 串联电路的复功率 并联电路的复功率 功率的守恒 例 9-10 例9-11　 用复功率求解 并联C前 并联C后 用相量图求解 电流的有功分量和无功分量分别为： 求电容支路电流I2 提高功率因数的意义 §9-7 最大功率传输 等效条件 最大功率条件 最大功率条件（续） 例 9-12 例 9-12（续） 根据三角公式 令?=?u-?i ?为电压和电流之间的相位差（阻抗角），有 为恒定分量 为正弦倍频分量 令 由 根据 得到 提出UIcos? ?为电压和电流之间的相位差（阻抗角），无论是RL或RC，其阻抗角?均小于或等于?/2。因此前项始终大于或等于零。前项是瞬时功率中不可逆部分，表征了电路中电阻消耗能量的状态。 是瞬时功率中可以逆转的部分，它表征了正弦电源与RL或RC之间进行能量交换的状态。 瞬是 瞬时功率在一个周期内对时间积分后，再取平均，称为平均功率。 其中UIcos?为常数，后项积分为零 平均功率 P 就是（9-2)式中的恒定分量，代表了电阻消耗的能量。又称为有功功率。 阻抗角的余弦cos?称为 功率因数 阻抗角的余弦cos?称为 一端口N为RLC串联电路 由于一端口 N 的阻抗为： 将阻抗三角形三边都乘以这一电流 I 得到电压三角形 RLC串联电路中三个器件的电流均为 I 将电压三角形三边都乘以电流 I 得到功率三角形 其中，电抗X是感抗和容抗的代数和 功率三角形的斜边称为视在功率S，表征设备容量。 有功功率　P = UI cos? 无功功率　Q = UI sin? 图9-12电路是测量电感线圈参数R、L的实验电路，已知电压表的读数为50V，电流表的读数为1A，功率表的读数为30W，电源的频率f = 50Hz。度求R、L之值。 根据图中三表的读数，可先求得线圈的阻抗： 功率表读数表示线圈吸收的有功功率，故有： 利用相似三角形，求出R和X 当已知电压表为50V，电流表为1A，功率表为30W时，利用功率表的读数表示电阻吸收的有功功率，即 　　正弦电流电路的瞬时功率等于两个同频率正弦量的乘积。 　　在一般情况正弦电流电路的瞬时功率是一个非正弦量，同时它的变动频率也不同于电压或电流的频率，所以不能用相量法讨论。 　　正弦电流电路的有功功率、无功功率和视在功率三者之间的关系可以通过“复功率”表述。 　　式中 I* 是 I 的共轭复数。 复功率的吸收或发出，同样根据端口电压和电流的参考方向来判断。 复功率是一个辅助计算功率的复数，它将正弦稳态电路的三个功率和功率因数统一为一个公式表示。 　　只要计算出电路中的电压和电流相量，各种功率就可以很方便地计算出来。 　　复功率的单位用V·A。 　可以证明以下五条 正弦电流电路中有功功率和无功功率分别守恒； 　总有功功率是电路各部分有功功率之和； 　总无功功率是电路各部分无功功率之和； 　复功率也守恒； 　视在功率不守恒。 求