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《正弦稳态电路计算及其仿真.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、例一：电路如图所示已知：R=15Ω,L=0.3mH,C=0.2uF,sin。求、、、。解：由题目可知V电感的阻抗为：电容的阻抗为：总阻抗为：总电流为：A电感电压为：V电容电压为：V电阻电压为：V相量图为：通过仿真验证计算结果：电路图：总电流：电感电压：电容电压：电阻电压：例二：求图示电路的等效阻抗，已知ω＝rad/s。解：电路中的感抗为：容抗为：所以电路的等效阻抗为：通过仿真验证计算结果：设电源电压为：164V，等效前电路为:输入端口a的输入电流为：等效后的电路为：输入端口a的输入电流为：两端口的输入电压与电流基本一致，因此电路的等效阻抗为
2、：例三：已知如图（a）所示电路中，V,V,V,,Hz,求：电感线圈的电阻和电感。（a）（b）解：方法一：画相量图分析。相量图如图（b）所示，根据几何关系得：cos代入数据得：cos=所以：因为A所以有：H方法二：列方程求解，因为令上式等号两边实部、虚部分别相等得:解得：（其余过程同方法一）通过仿真验证计算结果：仿真电路图两端电压：的大小：仿真结果与题目数据基本一致。例四：电路如图所示，已知，求电路中的大小。解：方法一：用节点电压法分析，节点②为参考节点。列节点电压方程对于节点①有：补充方程：解得：所以：方法二：用网孔电流法求解，设网孔电流如
3、图示：网孔①：网孔②：补充方程：解得：方法三：用戴维宁定理求解求开路电压。如图(a)所示开路，电容支路无电流，为单回路。所以求等效阻抗，电压源短路，含CCVS,端口加电压，端口电流为，如图(b)所示：由式(2)、(3)可解得：代入式(1):开路电压，等效阻抗已知：由图(c)求得通过仿真验证计算结果：方法一、方法二设，所以有以下电路图：的大小：戴维宁等效的开路电压：仿真数据与计算数据基本一致。例五：图示正弦交流电路，已知：，，，，,求电路各支路的有功功率及无功功率。解：支路的阻抗为：支路的阻抗为：支路1电流的大小为：A支路2电流的大小为：A电
4、路的总电流为：A支路1的有功功率为：W无功功率为：支路2的有功功率为：W无功功率为：总功率W或：无功功率：或通过仿真验证计算结果：设频率为50Hz,得到如下电路支路1电流：支路2电流：总电流为：支路1的有功功率为：支路2的有功功率：仿真结果与计算结果基本一致。例六：今有一个40W的日光灯，使用时灯管与镇流器(可近似把镇流器看作纯电感)串联在电压为220V，频率为50Hz的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于110V，试求镇流器上的感抗和电感。这时电路的功率因数等于多少？解：因为：P=40WUR=110(V)ω=314ra
5、d/s所以有：A因为：所以有：VΩH这时电路的功率因数为：通过仿真验证计算结果：电路图如下所示：的大小：的大小：电感电压的大小：此时电阻（日光灯）吸收的功率：仿真结果与计算结果基本一致。例七：如图示电路，已知50Hz,220V,10kW,线圈的功率因素cos=0.6，采用并联电容方法提高功率因素，问要使功率因数提高到0.9,应并联多大的电容C，并联前后电路的总电流各为多大？解：因为coscos所以有：所以并联电容为：C(tantan)（tan53.13°-tan25.84°）=557F未并联电容时，电路中的电流为：A并联电容后，电路中的电流
6、为：A通过仿真验证计算结果：因为所以有：mH所以并联前的电路图为：并联前电流为：并联后的电路图为：并联后的电流为：仿真与计算结果基本一致。例八：电路是用三表法测量电感线圈参数、的实验电路，已知电压表，电流表，功率表，电源频率。试求：（1）电感线圈的、之值；(2)线圈吸收的复功率。解：电压表、电流表读数分别是电压、电流有效值，功率表读数为线圈吸收的有功功率。(1)因为：所以有：,,(2)计算复功率设则通过仿真验证计算结果：仿真电路图：电路中的电流：电路的有功功率P：例九：电路如图（a）所示，求（1）时其消耗的功率；（2）为多少时能获得最大功率
7、，并求最大功率；（3）在两端并联一电容，问和C为多大时能与阻抗最佳匹配，并求匹配功率。（a）（b）解：（1）电源阻抗电路中的电流：A负载电阻消耗的功率:W(1)当电流为：A负载电阻消耗的最大功率:W（3）并联电容后的电路如图（b）所示，导纳为 令解得：电流为：A匹配功率为：W通过仿真验证计算结果：（1）电路图：电路中的电流为：的功率为：（2）电路中的电流为的功率为：(1)电路图为：电路的电流为：匹配功率为：仿真结果与计算结果基本一致。例十：如图所示电路中，已知A,，,如果电流源的角频率可变，问在什么频率时，串联部分可获得最大功率？解：
8、因为所以：因此当时，取最大值，所以：AW通过仿真验证计算结果：仿真电路图：电流大小：最大功率为：仿真与计算结果基本一致。
