电路基础与集成电子技术-第3章 正弦交流电路

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1、第3章----正弦交流电路2007.03电路基础与集成电子技术哈尔滨工业大学电子学教研室编蔡惟铮主编齐明于泳副主编2010年03月第3章----正弦交流电路2007.03第1篇电路基础第1章电路元件与电源第2章电路的基本定律第3章正弦交流电路第3章----正弦交流电路2007.03第3章正弦交流电路内容提要：本章介绍了正弦信号的参数，相量的概念，正弦信号的表示方法，正弦信号的计算等。正弦信号通过电路元件R、C、L的特点和相关参数计算。讨论了正弦交流电路的阻抗和导纳，有功功率、无功功率和功率因数等问题。第3章----正弦交

2、流电路2007.033.2相量3.1正弦交流电的参数3.3正弦信号通过电路元件R、C、L3.4阻抗与导纳3.5正弦交流电路的功率和功率因数第3章正弦交流电路第3章----正弦交流电路2007.033.1正弦交流电的参数3.1.1相位差相位差是指两个相同角频率的正弦信号，他们的初相角不同，例如两个同频率正弦波初相角之差即为相位差超前，若初相角1>2，>0第3章----正弦交流电路2007.03滞后，若初相角2>1，<0正交，若=/2同相，若1=2，=0反相，若=第3章----正弦交流电路200

3、7.033.1.2有效值一个直流电流I和交流i流经负载电阻R，消耗的能量相等第3章----正弦交流电路2007.03第3章----正弦交流电路2007.033.2相量3.2.1相量的概念及其表示法有向半径旋转可以得到正弦波，那么有向线段可以视为复数，所以正弦信号也可以用复数来表示。有向线段的半径的长度就是幅度Um，逆时针旋转的角速度就是，有向半径旋转的起始点的角度就是初相角。第3章----正弦交流电路2007.03A=a+jb复数还可以用指数形式表示，因为欧拉公式第3章----正弦交流电路2007.03为了与一般的复

4、数相区别，特别把正弦量的复数称为相量，用上方加“”的大写斜体字母表示是幅值相量，是有效值相量。如果通过电阻则没有虚部。第3章----正弦交流电路2007.033.2.2相量图及相量的运算在表示正弦相量时，可以用带箭头的有向线段在复平面上画出，称为相量图。使用相量图可以完成相量的加、减运算，采用平行四边形法则，对角线即为解。第3章----正弦交流电路2007.033.2.3基尔霍夫定律的相量形式第3章----正弦交流电路2007.033.3正弦信号通过电路元件R、C、L3.3.1正弦信号通过电阻器R第3章----正弦交流

5、电路2007.03第3章----正弦交流电路2007.03(1)电阻器中的电流与电压同频率；(2)通过电阻的电流与加在电阻两端的电压是同相的，没有相差。(3)电流相量与电压相量满足(4)电阻是表示电路对交流电的阻力，等于电压相量与电流相量之比；(5)电阻获得的瞬时功率始终大于0，平均功率第3章----正弦交流电路2007.033.3.2正弦信号通过电容器Cu(t)=Umsint第3章----正弦交流电路2007.03QC=-UI第3章----正弦交流电路2007.03(1)电容器中的电流与电压同频率；(2)电容器中的电

6、流在相位上超前电压90°；(3)电流相量的幅值Im=CUm，有效值I=0.707Im；(4)容抗是表示电容器电路对交流电的阻抗，容抗与电容量和频率的乘积成反比；(5)电容器的瞬时功率以2的频率变化，在p>0时电容器充电，在p<0时电容器放电；(6)电容器的平均功率等于0，为了衡量电容器交换能量的水平，定义了无功功率。QC=-UI第3章----正弦交流电路2007.033.3.3正弦信号通过电感器Li(t)=Imsint第3章----正弦交流电路2007.03R第3章----正弦交流电路2007.03QL=+UI第3

7、章----正弦交流电路2007.03(1)电感器中的电流与电压同频率；(2)电感器中的电流在相位上滞后电压90°；(3)电流相量的幅值Im=Um/L，有效值I=0.707Im；(4)感抗是表示电感器电路对交流电的阻抗，感抗与电感量和频率的乘积成正比；(5)电感器的瞬时功率以2的频率变化，在p>0时电感器储能，p<0时电感器释放能量；(6)电感器的平均功率等于0，为了衡量电感器交换能量的水平，定义了无功功率。QL=+UI第3章----正弦交流电路2007.033.4阻抗与导纳3.4.1回路的阻抗第3章----正弦交流电

8、路2007.03第3章----正弦交流电路2007.033.4.2回路的导纳导纳的定义第3章----正弦交流电路2007.033.5正弦交流电路的功率和功率因数前面已经讨论了电容和电感电路的瞬时功率、无功功率和平均功率等问题，在此进一步讨论一般的电抗性电路的功率以及功率因数等概念。3.5.1二端电抗性电路的功率与纯电