单相交流电路的分析

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1、新疆大学课程设计报告所属院系：电气工程学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电路设计题目：单相交流电路的分析班级：电气13-2学生姓名：学生学号：指导老师:李劲完成日期：2016年6月20课程设计题目要求完成的内容（1）分别验证单一参数电阻、电感、电容两端的电压及流过的电流间的大小关系、相位关系。（2）以RLC串联电路为例，验证总电压、总电流与阻抗的关系（包括大小和相位）。（3）用瓦特计测量单相电路的功率。（4）对仿真结果进行分析、讨论。要求：（1）根据设计要求，确定电路的设计方案，初选电路元器件，设置参数。（2）仿真分析、

2、测量电路的相关参数，修改、复核，使之满足设计要求。（3）综合分析计算电路参数，验证满足设计要求后，认真完成设计报告。评分标准：（1）设计思路是否清晰；（2）单元电路正确与否；（3）整体电路是否完整及满足设计要求；（4）说理说明是否正确；（5）报告格式及版面是否清晰；（6）答辩过程中回答问题是否正确。指导教师评语：评定成绩为：指导教师签名：20年月日电气短学期课程设计任务单相交流电路的分析应用谐振现象选择信号是电子技术中经常采用的方法。日常生活中我们听广播，看电视能选择不同的电台，电视频道，就是借助能选择信号的谐振电路，我们在学习有关谐振电

3、路时，对谐振现象的物理模型以及谐振电路如何对信号具有选择性比较难理解，而且传统试验仪仅采用有手动描点法测定RLC串联电路的相关参数。含电感，电容和电阻元件的单口网路，在某些工作频率上，出现端口电压和电流波形相位相同的情时，称为电路发生谐振。能发生谐振的电路，称为谐振电路。谐振电路在电子和通信中得到了广泛应用。单相交流电作用下，RL串联电路的电压、电流之间的关系，RC串联电路的电压、电流之间的关系，RLC串联电路的电压、电流之间的关系。并用向量图的形式直观的表示其电压电流之间的关系。串联谐振是指所研究的串联电路部分的电压和电流达到同相位,即

4、电路中电感的感抗和电容的容抗在数值上时相等的,从而使所研究电路呈现纯电阻特性,在给定端电压的情况下,所研究的电路中将出现最大电流,电路中消耗的有功功率也最大。设计方案设计原理一个优质电容器可以认为是无损耗的（即不计其漏电阻），而一个实际线圈通常具有不可忽略的电阻。把频率可变的正弦交流电压加至电容器和线圈相串联的电路上。若R、L、C和U的大小不变，阻抗角和电流将随着信号电压频率的改变而改变，这种关系称之为频率特性。当信号频率为f=1/2LC时，即出现谐振现象，且电路具有以下特性：将出现最大电流,电路中消耗的有功功率也最大。要求：（1）分别验

5、证单一参数电阻、电感、电容两端的电压及流过的电流间的大小关系、相位关系。（2）以RLC串联电路为例，验证总电压、总电流与阻抗的关系（包括大小和相位）。（3）用瓦特计测量单相电路的功率。（4）对仿真结果进行分析、讨论。纯电阻电阻和电源组成的单相电路。单相交流电路纯电阻R=1.1KΩ。纯电阻原理图纯电阻仿真图纯电阻仿真图纯电阻波形图波形图中红色的是电压波形，黑色的是电流波形。相位相等，峰峰值不相等。电压峰峰值大于电流峰峰值。纯电阻电压电流以上的图可以看出，单相纯电阻交流电路上电阻电压和电阻电流的相位相同，峰峰值大小不相等，电压大于电流。Ur>

6、Ir。纯电感电感和电源组成的电路。单相交流纯电感值L=450mH。纯电感仿真电路纯电感电路纯电感波形图波形中红色的是电压波形，绿色的是电流波形，电压和电流相位不同，峰峰值不相等。波形图可以看出，单相电路纯电感电路中电感电压超前电感电流900。电压峰峰值大于电流峰峰值。纯电感电压电流值以上图可以看出，纯电感电压和电流相位不相同，单相交流电路，纯电感元件仿真波形图非常清楚的看出电感电压超前电感电流90°。电压和电流峰峰值不相等，电压值大于电流值。UL>IL。纯电容电容和电源组成的电路，单相交流电路电容值C=30uF。纯电容仿真电路图纯电容仿真

7、图纯电容波形图波形中红色的是电压波形，蓝色的事电流波形，电压和电流相位不同，峰峰值不相等。波形中可以看出，单相电路纯电容电路中电容电流超前电容电压900。电压峰峰值大于电流峰峰值。纯电容电压电流值以上图可以看出，纯电感电压和电流相位不相同，单相交流电路，纯电感元件仿真波形图非常清楚的看出电感电流超前电感电压90°。电压和电流峰峰值不相等，电压值大于电流值。Uc>Ic。单相交流RLC串联电路电感，电阻和电容串联组成的单相交流电路。RLC串联交流电路原理图RLC串联仿真图RLC串联仿真图RLC串流谐振电路波形图波形中红色的是电压波形，蓝色的是

8、电流波形，发生谐振时电压波形和电流波形相位相同。峰峰值不相等。电压峰峰值大于电流峰峰值。RLC串联谐振电压电流值以上图可以看出，RLC串联单相交流电路，在示波器屏幕上显示出电路端电压和电阻电压