正弦稳态电路的分析2

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1、电路理论下一页章目录返回上一页第9章正弦稳态电路的分析§9.1复阻抗与复导纳§9.2正弦电流电路的功率§9.3正弦电流电路的计算§9.4正弦电流电路的串联谐振§9.5正弦电流电路的并联谐振§9.6最大功率传输1电路理论下一页章目录返回上一页本章要求:1.阻抗与导纳；2.正弦稳态电路的分析；3.正弦稳态电路的功率分析；4.串、并联谐振的概念、特点。第9章正弦稳态电路的分析2电路理论下一页章目录返回上一页1.定义单一元件的复阻抗：复阻抗不表示正弦量，所以Z不带点。§9.1复阻抗与复导纳一.复阻抗端口电压、电流相量之比+–+–R+–单位：Ω3电路理论下一页章目录返回上一页2

2、.复阻抗串、并联计算①串联例：Z1+–Z2Z++––RZ4电路理论下一页章目录返回上一页例：Z1+–Z2ZZR并联5电路理论下一页章目录返回上一页①Z的模反映了U、I（有效值）之比②Z的辐角电压、电流的相位差根据φ的大小可判断网络的性质电阻电感电容感性容性3.复阻抗的意义6与无源电阻网络类似Z+–无源线性+–根据φ的大小可判断网络的性质电阻电感电容感性容性7思考：假如电路中各元件之值已确定，该电路的性质是否已经确定？不定。∵Z=实+j虚=R+jXX是一个函数与电源频率有关。电路理论下一页章目录返回上一页单一元件的复导纳：二.复导纳+–R+–1.定义8+–CCCCjBC

3、jUIY===w&&电路理论下一页章目录返回上一页2.复导纳串、并联计算①串联Y1+–Y2Y并联Y1+–Y2Y9电路理论下一页章目录返回上一页YR三．复阻抗与复导纳的等效转换无源线性+–RjXG-jB10电路理论下一页章目录返回上一页1．已知：R、X,求：G、B。2．已知：G、B，求:R、X。11电路理论下一页章目录返回上一页例1：图示电路，⑴已知u=100cos5000tv,R=15Ω，L=12mH，C=5μF，求:i、uc、uL；⑵若：u=100cos2500tv，求:i、uc、uL。CRL+–+–+–R+–+–+–解：⑴作出相量模型12电路理论下一页章目录返回上

4、一页⑵容性13电路理论下一页章目录返回上一页小结：ω由5000→2500，电路由感性→容性，说明电路性质不仅与R、L、C有关，且与电源频率有关。相量图②作各元件电压关系相量图，得到电压三角形。电压三角形RU&14电路理论下一页章目录返回上一页③阻抗三角形由电压三角形各边除以I得到阻抗三角形。例2：图示电路，定性画出相量图(XL

5、+–解：17电路理论下一页章目录返回上一页研究无源一端口网络No吸收的功率(u,i取关联参考方向)1.瞬时功率：No+ui_第一种分解方法§9.2正弦稳态电路的功率第二种分解方法18电路理论下一页章目录返回上一页第一种分解方法：p有时为正，有时为负；p>0，电路吸收功率；p<0，电路发出功率。恒定量正弦量tpOui19电路理论下一页章目录返回上一页第二种分解方法：不可逆部分可逆部分为不可逆分量，相当于电阻元件消耗的功率。为可逆分量，周期性交变，相当于电抗吸收的瞬时功率，与外电路周期性交换。tO20电路理论下一页章目录返回上一页瞬时功率实用意义不大，且不便于测量

6、。一般讨论所说的功率指瞬时功率在一个周期内的平均值，即平均功率。2.平均功率(有功功率)P：有功功率的单位：W(瓦)，KW(千瓦)对无源网络，为其等效阻抗的阻抗角。即=u-i功率因数角。cos称为功率因数。常记做。瞬时功率中的恒定分量21电路理论下一页章目录返回上一页X>0，j>0，感性阻抗。X<0，j<0，容性阻抗。例：cosj=0.5(感性)，则j=60o(电压超前电流60o)。1,纯电阻0，纯电抗平均功率实际上是电阻消耗的功率，即有功功率。它代表电路实际消耗的功率，它不仅与电压和电流的有效值的乘积有关，而且与它们之间的相位差有关。这是交流电路和直流电路的

7、区别，其原因在于储能元件在交流电路中产生了阻抗角。显然，有0≤≤1。若，则有22电路理论下一页章目录返回上一页功率因数的提高:设备容量S(额定)向负载送多少有功功率要由负载的阻抗角决定。P=ScosjS75kVA负载cosj=1,P=S=75kWcosj=0.7,P=0.7S=52.5kW一般用户：异步电机空载cosj=0.2~0.3满载cosj=0.7~0.85日光灯cosj=0.45~0.6(1)设备不能充分利用，电流到了额定值，但功率容量还有；(2)当输出相同的有功功率时，线路上电流大I=P/(Ucosj)，线路压降损耗大。功率因数低带来的