西北工业大学电路第5章ppt课件.ppt

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1、5-1正弦量及其描述正弦稳态电路：激励为正弦量，且加入激励的时间为t=-时的电路。正弦量：随时间按正弦规律变化的电流或电压或功率等。第五章正弦稳态分析u(t)t0i(t)t01一、正弦量的时域表示2、函数表示：u(t)=Umcos(t+u)i(t)=Imcos(t+i)（瞬时值）（三要素）1、波形表示：其中：Um、Im最大值角频率i、u初相位=2f=2/Tu(t)t0tTUm-Um2i(t)02Im-Imt2=0同相=±90º正交=±180º反相相位差：=u-iu(t)=Umcos(

2、t+u)i(t)=Imcos(t+i)<0滞后>0超前3、相位差34、有效值：周期信号一个周期内的方均根值。对于正弦量：电流：电压：物理意义：在一个周期内与其产生相等热量的直流电量。i(t)=Imcos(t+i)u(t)=Umcos(t+)4二、正弦量的频域表示1、正弦稳态电路特点：若所有激励为频率相同的正弦量，则线性电路响应为同频率的正弦量。相量为一个复数，它可表示为极坐标形式，也可表示为直角坐标形式。2、正弦量相量表示：i(t)=Imcos(t+i)u(t)=Umcos(t+u)53、相量图:在一个复平面表示相量的图。i(t)=Imc

3、os(t+i)u(t)=Umcos(t+u)+j+10复平面表示的相量意义Re[Ůmejt]=Umcos(t+u)▲Ime[Ůmejt]=Umsin(t+u)64、相量法：以相量表示正弦量对正弦稳态电路进行分析的方法。例1：写出下列正弦量的相量形式：例2：写出下列正弦量的时域形式：解：75-2相量形式KCL和KVL一、KCL：时域:频域:对于任一集中参数电路，在任一时刻，流出（或流入）任一节点的电流代数和等于零。以相量表示正弦量，有在正弦稳态电路中，对于任一节点，流出（或流入）该节点的电流相量代数和等于零。8二、KVL：时域:频域:对于任一

4、集中参数电路，在任一时刻，对任一回路，按一定绕行方向，其电压降的代数和等于零。以相量表示正弦量，有在正弦稳态电路中，对任一回路，按一定绕行方向，其电压降相量的代数和等于零。9求：例1：解：正弦量以相量表示，有10例2图示电路，已知：解：求+u1(t)-u3(t)-u2(t)+正弦量以相量表示，有115-3正弦交流电阻电路一、时域分析：∴U=IRu=i（波形）(相量图)二、频域分析+j+1012三、功率1）瞬时功率:2）平均功率:p(t)t02UI135-4正弦交流电感电路一、线性电感元件：1、定义：韦安特性为-i平面一条过原点直线的二端元件。L2、特

5、性：1）(t)=Li(t)；2)WAR为-i平面过原点的一条直线；3）VAR:4)无源元件5)储能元件6）动态元件7）记忆元件dttdiLtu）()(=14二、时域分析：∴U=LILu=i+90º(波形)(感抗)三、频域分析(复感抗)(相量图)+j+1015四、功率1）瞬时功率:2）平均功率:p(t)t03）无功功率:意义:反映电感元件与电源进行能量交换的最大速率.16五、实际电感模型例：如图所示实际电感模型中的R=10,L=50mH,通过的电流为：求电压uR(t),uL(t)和u(t)。解：175-5正弦交流电容电路一、线性电容元件：1、定义

6、：库伏特性为q-u平面一条过原点直线的二端元件。2、特性：1）q(t)=Cu(t)；2)库伏特性为q-u平面过原点的一条直线；3）VAR:4)无源元件5）储能元件6）动态元件7）记忆元件dttduCti）()(=18二、时域分析：∴I=UCi=u+90º(波形)三、频域分析(相量图)(容纳)(容抗)或+j+1019四、功率1）瞬时功率:2）平均功率:p(t)t03）无功功率:意义:反映电容元件与电源进行能量交换的最大速率.20五、应用举例例1：已知：图示电路中电压有效值UR=6V,UL=18V,UC=10V。求U=？解：（参考相量）(相量图)+j

7、+10URULUC21例2：已知：图示电路中电流表A1、A2读数均为10A。求电流表A的读数。解：所以，电流表A的读数为零。说明：（1）参考相量选择：一般串联电路可选电流、并联电路可选电压作为参考相量；（2）有效值不满足KCL、KVL。225-6复阻抗、复导纳及等效变换一、复阻抗：令：其中：R：电阻X：电抗Z：复阻抗

8、Z

9、—阻抗模Z—阻抗角阻抗三角形23讨论：1、复阻抗Z取决于电路结构、元件参数和电路工作频率；2、Z反映电路的固有特性：Z=R+jXX=0Z=RZ=0电阻性X>0XL>XCZ>0电感性X<0XL