大学电路第九章正弦稳态电路分析.ppt

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1、第9章正弦稳态电路的分析首页正弦稳态电路的分析9.3正弦稳态电路的功率9.4复功率9.5最大功率传输9.6阻抗和导纳9.19.1阻抗和导纳一.阻抗1、正弦稳态下定义：Z+-无源线性网络+-阻抗模阻抗角下页上页返回2.单个元件及串联电路阻抗：C+-下页上页R+-L+-返回KVL：下页上页LCRuuLuCi+-+-+-+-uRR+-+-+-+-jL返回Z—复阻抗；

2、Z

3、—复阻抗的模；z—阻抗角；R—电阻(阻抗的实部)；X—电抗(阻抗的虚部)。转换关系：或R=

4、Z

5、coszX=

6、Z

7、sinz阻抗三角形

8、Z

9、RXjz下页上页返回3.R、L、C串联电路的性质：下页上页返回（1）wL>1/wC

10、，X>0:电路为感性,电压超前电流。（2）wL<1/wC，X<0:电路为容性，电压落后电流。（3）wL=1/wC，X=0:电路为电阻性,电压与电流同相。（4）R=0:X>0:电路为纯感性。X<0:电路为纯容性。下页上页返回zUX电压三角形相量图：一般选电流为参考向量，U≠UR+UL+UC例已知：R=15,L=0.3mH,C=0.2F,求i,uR,uL,uC.解画出相量模型下页上页LCRuuLuCi+-+-+-+-uRR+-+-+-+-jL返回则下页上页返回UL=8.42>U=5，分电压大于总电压。二.导纳正弦稳态情况下下页上页无源线性网络+-Y+-返回Y—复导纳；

11、Y

12、—复导纳的模

13、；y—导纳角；G—电导(导纳的实部)；B—电纳(导纳的虚部)；对同一二端网络:下页上页返回例RL串联电路如图，求在＝106rad/s时的等效并联电路。解RL串联电路的阻抗为：下页上页0.06mH50R’L’返回下页上页注意一端口N0的阻抗或导纳是由其内部的参数、结构和正弦电源的频率决定的，在一般情况下，其每一部分都是频率的函数，随频率而变；一端口N0中如不含受控源，则有或但有受控源时，可能会出现或其实部将为负值，其等效电路要设定受控源来表示实部；返回下页上页一端口N0的两种参数Z和Y具有同等效用，彼此可以等效互换，其极坐标形式表示的互换条件为返回三.阻抗（导纳）的串联和并联分压公式1

14、、阻抗的串联下页上页Z1+Z2Zn－Z+-返回分流公式2、阻抗（导纳）的并联两个阻抗Z1、Z2的并联等效阻抗为：下页上页Y1+Y2Yn－Y+-返回例1求图示电路的等效阻抗，＝105rad/s。解感抗和容抗为：下页上页1mH301000.1FR1R2返回例2图示电路对外呈现感性还是容性？解等效阻抗为：下页上页33－j6j45电路对外呈现容性返回例3图为RC选频网络，求u1和u0同相位的条件及解设：Z1=R-jXC,Z2=R//(-jXC)下页上页-jXC－R－＋＋Ruou1-jXC返回9.2电路的相量图按照大小和相位关系，用初始位置的有向线段画出的若干个相量的图形，称为相量

15、图。相量图的定性画法1.对并联电路，选电压为参考相量，习惯上把它画在水平方向→由VCR确定并联支路电流的相量→由KCL确定结点电流相量。2.对串联电路，以电流相量为参考→由VCR确定有关电压相量→由KVL确定回路上各电压相量。用多边形求和法则oo与顺序无关o9.3正弦稳态电路的分析电阻电路与正弦电流电路的分析比较：下页上页返回画出电路的相量模型，用分析直流电流的方法进行分析例1画出电路的相量模型求:各支路电流。已知：解下页上页R2+_Li1i2i3R1CuZ1Z2R2+_R1返回下页上页Z1Z2R2+_R1返回下页上页Z1Z2R2+_R1返回方法1：电源变换解例2下页上页Z2Z1Z3Z

16、+-Z2Z1ZZ3返回例3图示电路，解下页上页R1R2jXL+_+_jXC返回9.4正弦稳态电路的功率一.瞬时功率无源网络+ui_下页上页返回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；tiouUIcos恒定分量。UIcos(2t－)为正弦分量。下页上页返回p二.平均功率P=u-i：功率因数角。对无源网络，为其等效阻抗的阻抗角。cos：功率因数。P的单位：W（瓦）下页上页返回一般地,有：0cos1X>0,j>0,感性，X<0,j<0,容性，cosj1,纯电阻0，纯电抗下页上页返回R、L、C元件的有功功率PR=UIcos=UIcos0=UI

17、=I2R=U2/RPL=UIcos=UIcos90=0PC=UIcos=UIcos(-90)=0三.无功功率Q单位：var(乏)。Q>0，表示网络吸收无功功率；Q<0，表示网络发出无功功率。Q的大小反映网络与外电路交换功率的速率。是由储能元件L、C的性质决定的下页上页返回R、L、C元件无功功率QR=UIsin=UIsin0=0QL=UIsin=UIsin90=UI=I2XLQC=UIsin=UIsin(