电路分析(相量法)

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1、第8章相量法复数8.1正弦量8.2相量法的基础8.3电路定律的相量形式8.4首页本章重点2.正弦量的相量表示3.电路定理的相量形式重点：1.正弦量的表示、相位差返回1.复数的表示形式FbReImao

2、F

3、下页上页代数式指数式极坐标式三角函数式8.1复数返回几种表示法的关系：或2.复数运算加减运算——采用代数式下页上页FbReImao

4、F

5、返回则F1±F2=(a1±a2)+j(b1±b2)若F1=a1+jb1，F2=a2+jb2图解法下页上页F1F2ReImoF1+F2-F2F1ReImoF1-F2F1+F2F2返回乘除运算——采用极坐标式若F1=

6、F1

7、1，F2=

8、F2

9、

10、2则:下页上页模相乘角相加模相除角相减返回例1解下页上页例2解返回旋转因子复数ejq=cosq+jsinq=1∠qF•ejqFReIm0F•ejq下页上页旋转因子返回+j,–j,-1都可以看成旋转因子。特殊旋转因子ReIm0下页上页注意返回8.2正弦量1.正弦量瞬时值表达式i(t)=Imcos(wt+y)ti0T周期T和频率f频率f：每秒重复变化的次数。周期T：重复变化一次所需的时间。单位：赫(兹)Hz单位：秒s正弦量为周期函数f(t)=f(t+kT)下页上页波形返回正弦电流电路激励和响应均为同频率的正弦量的线性电路（正弦稳态电路）称为正弦电路或交流电路。正弦稳态电路在

11、电力系统和电子技术领域占有十分重要的地位。研究正弦电路的意义正弦函数是周期函数，其加、减、求导、积分运算后仍是同频率的正弦函数；正弦信号容易产生、传送和使用。下页上页优点返回正弦信号是一种基本信号，任何非正弦周期信号可以分解为按正弦规律变化的分量。对正弦电路的分析研究具有重要的理论价值和实际意义。下页上页结论返回幅值(振幅、最大值)Im(2)角频率ω2.正弦量的三要素(3)初相位y单位：rad/s，弧度/秒反映正弦量变化幅度的大小。相位变化的速度，反映正弦量变化快慢。反映正弦量的计时起点，常用角度表示。i(t)=Imcos(wt+y)下页上页返回同一个正弦量，计时起点不同，初

12、相位不同。一般规定：

13、

14、。=0=/2=－/2下页上页iot注意返回例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t1tio10050t1解由于最大值发生在计时起点右侧下页上页返回3.同频率正弦量的相位差设u(t)=Umcos(wt+yu),i(t)=Imcos(wt+yi)相位差：j=(wt+yu)-(wt+yi)=yu-yi规定：

15、

16、(180°)下页上页等于初相位之差返回j>0，u超前ij角，或i滞后u角,(u比i先到达最大值)；j<0，i超前uj角，或u滞后ij角,i比u先到达最大值）。下页上页返回

17、tu,iuiyuyijoj＝0，同相j=(180o)，反相特殊相位关系tuiotuio=p/2：u领先ip/2tuio同样可比较两个电压或两个电流的相位差。下页上页返回例计算下列两正弦量的相位差。下页上页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。结论返回4.周期性电流、电压的有效值周期性电流、电压的瞬时值随时间而变，为了衡量其平均效果工程上采用有效值来表示。周期电流、电压有效值定义R直流IR交流i物理意义下页上页返回下页上页均方根值定义电压有效值：正弦电流、电压的有效值设i(t)=Imcos(t+)返回下页上页返

18、回同理，可得正弦电压有效值与最大值的关系：若交流电压有效值为U=220V，U=380V其最大值为Um311VUm537V下页上页注意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。因此，在考虑电器设备的耐压水平时应按最大值考虑。返回测量中，交流测量仪表指示的电压、电流读数一般为有效值。区分电压、电流的瞬时值、最大值、有效值的符号。下页上页返回8.3相量法的基础1.问题的提出电路方程是微分方程：两个正弦量的相加：如KCL、KVL方程运算：下页上页RLC+-uCiLu+-返回i1i1+i2i3i2www角频率同频的正

19、弦量相加仍得到同频的正弦量，所以，只需确定初相位和有效值。因此采用正弦量复数下页上页I1I2I3有效值123初相位变换的思想tu,ii1i2oi3结论返回造一个复函数对F(t)取实部任意一个正弦时间函数都有唯一与其对应的复数函数。无物理意义是一个正弦量有物理意义3.正弦量的相量表示下页上页结论返回F(t)包含了三要素：I、、，复常数包含了两个要素：I,。F(t)还可以写成复常数下页上页正弦量对应的相量相量的模表示正弦量的有效值相量的幅角表示正弦量的初相位如果用正弦量的振幅表示相量的模称为振