《正弦电压电流》ppt课件

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1、问题：为什么要学习正弦稳态电路？回答：1.信号的产生和传递；2.复杂信号的分解；3.信号的运算。第六章正弦稳态电路分析1本章教学目标知识：深刻理解正弦稳态电路、正弦电压和电流；正弦稳态电路功率及阻抗、导纳等概念。掌握正弦稳态电路中电压、电流时域和复数域的表示方法，理解两者关系。掌握相量法分析正弦稳态电路的方法和步骤。掌握正弦稳态电路功率的计算方法和测量方法。掌握应用MATLAB软件进行正弦稳态电路分析。2本章教学目标能力：会画复数域电路模型图；会用相量法对电路进行解析。根据功能要求，能够设计简单单元电路。根据测试指标要求，会对给定电路进行测试。会用MATLAB软件对

2、给定电路进行计算机辅助分析。3引例分频音箱系统问题：什么是分频，为什么要分频，怎样实现分频？4正弦电路激励和响应均为正弦量的电路称为正弦电路或交流电路（accircuits）。§6-1正弦电压与电流1.正弦量瞬时值表达式：i(t)=Imcos(ωt+φ)波形表示：tiOφ/T随时间按正弦规律变化的电流或电压或功率等。5幅值(振幅、最大值)Im(2)周期T或频率f或角频率w2.正弦波的三特征(3)初相位φtiOφ/TIm2t单位：s、Hz、rad/s反映正弦量的计时起点。同一个正弦量，计时起点不同，初相位不同。一般规定：

3、φ

4、初相位正、负的判断：波形的起点

5、（余弦函数的正最大值）相对于零时刻的位置。超前零时刻，初相位取正；滞后零时刻，初相位取负。i(t)=Imcos(ωt+φ)6例1已知正弦电流波形如图，＝103rad/s，（1）写出i(t)表达式；（2）求最大值发生的时间t1ti010050t1解:由于正最大值滞后零时刻7=0同相=±90º正交=±180º反相相位差：=(t+u)-(t+i)=u-i规定：<0滞后>0超前3、同频率正弦电压电流的相位差(phasedifference)u(t)=Umcos(t+u)i(t)=Imcos(t+i)8例2计算下列两正弦量的相位

6、差。解：不能比较相位差两个正弦量进行相位比较时应满足同频率、同函数、同符号，且在主值范围比较。94.周期电流、电压有效值(effectivevalue)R直流IR交流i电流有效值定义为有效值也称方均根值(root-mean-square)物理意义在一个周期内与其产生相等热量的直流电量。10有效值与振幅设i(t)=Imcos(t+φ)11例：交流电压有效值为U=220V，则最大值为Um311V；若U=380V,Um537V。工程上说的正弦电压、电流一般指有效值，如设备铭牌额定值、电网的电压等级等。但绝缘水平、耐压值指的是最大值。（2）测量中,电磁式交流电压、电流

7、表读数均为有效值。（3）区分电压、电流的瞬时值、最大值、有效值的符号。注意:同理：12变换方法的概念13复数的表示AbReIma0A=a+jbAbReIma0

8、A

9、§6-2正弦量的相量表示直角坐标表示:极坐标表示:两种表示法的关系：或14复数运算则：A1±A2=(a1±a2)+j(b1±b2)(2)加减运算—用直角坐标形式若A1=a1+jb1，A2=a2+jb2A1A2ReIm0图解法(1)相等—实部、虚部分别相等(3)乘除运算—用极坐标形式除法：模相除，角相减乘法：模相乘，角相加则:15解：例1：解：16旋转因子：欧拉恒等式ejq=cosq+jsinq=1∠qA

10、•e相当于A逆时针旋转θ角，而模不变。故把ejθ称为旋转因子。AReIm0A•ejq几种不同值时的旋转因子：故+j,–j,-1都可以看成旋转因子。17特殊的旋转因子：▲虚轴上的投影：实轴上的投影：18电流：电压：i(t)=Imcos(t+i)u(t)=Umcos(t+u)一、有效值定义（即瞬时值与有效值之间的关系）：周期信号一个周期内的方均根值。二、正弦量有效值与最大值的关系：19三、正弦电压电流的相量表示2）正弦量有效值相量和振幅相量表示：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。1）正弦稳态电路特点：若所有激励为频率相同的正弦量

11、，则线性电路响应为同频率的正弦量。i(t)=Imcos(t+i)u(t)=Umcos(t+u)注意：用有效值相量203）相量图:在复平面上用向量表示相量的图iu+j+1021解：例2：写出下列正弦量的有效值相量形式和振幅相量形式例3：写出下列正弦量的时域形式：以相量表示正弦量对正弦稳态电路进行分析的方法。4）相量法：22（波形）一、电阻VCR相量形式无源元件的VCR相量形式1、时域分析U=IRu=i有效值间的关系：电阻元件：u与i同相§6-3电路定律的相量形式23(相量图)2、频域分析+j+10R的VCR的相量形式：24U=LILu=