电路理论 教学课件 作者 孙亲锡 第8章.ppt

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1、第8章正弦稳态电路的分析首页本章重点正弦稳态电路的功率8.2复功率及功率守恒8.3谐振电路8.6复杂交流电路的分析8.1功率因素的提高8.4最大功率传输8.5正弦稳态电路的分析；正弦稳态电路的功率分析；重点：返回8.1复杂交流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1.引入相量法，电阻电路和正弦电流电路依据的电路定律是相似的。下页上页结论2.引入电路的相量模型，把列写时域微分方程转为直接列写相量形式的代数方程。3.引入阻抗以后，可将电阻电路中讨论的所有网络定理和分析方法都推广应用于正弦稳态的相量分析中。直流（f=0)是一个

2、特例。返回例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+_R1R2R3R4列写电路的回路电流方程和结点电压方程例2解回路方程下页上页+_LR1R2R3R4C返回结点方程下页上页+_R1R2R3R4返回方法1：电源变换解例3下页上页Z2Z1Z3Z+-Z2Z1ZZ3返回方法2：戴维宁等效变换求开路电压：求等效电阻：下页上页ZeqZ+-+-Z2Z1Z3返回例4求图示电路的戴维宁等效电路。解下页上页+_j300+_

3、+_100求开路电压：j300+_+_5050返回求短路电流：下页上页+_j300+_+_100+_100返回例5用叠加定理计算电流解下页上页Z2Z1Z3+-Z2Z1Z3返回下页上页Z2Z1Z3+-Z2Z1Z3+-返回已知平衡电桥Z1=R1,Z2=R2,Z3=R3+jwL3。求：Zx=Rx+jwLx。平衡条件：Z1Z3=Z2Zx得：R1(R3+jwL3)=R2(Rx+jwLx)∴Rx=R1R3/R2,Lx=L3R1/R2例6解

4、Z1

5、1•

6、Z3

7、3=

8、Z2

9、2•

10、Zx

11、x

12、Z1

13、

14、Z3

15、=

16、Z2

17、

18、Zx

19、1

20、+3=2+x下页上页Z1Z2ZxZ3返回已知：Z=10+j50W,Z1=400+j1000W。例7解下页上页ZZ1+_返回已知：U=115V,U1=55.4V,U2=80V,R1=32W,f=50Hz。求：线圈的电阻R2和电感L2。方法一、画相量图分析。例8解下页上页R1R2L2+_+_+_q2q返回下页上页q2q返回方法二、其余步骤同解法一。下页上页R1R2L2+_+_+_返回用相量图分析例9移相桥电路。当R2由0时，解当R2=0，q=180；当R2，q=0。abb下页上页abR2R1R1+_+-+-+-+-返回例1

21、0图示电路，解下页上页R1R2jXL+_+_jXC返回例11求RL串联电路在正弦输入下的零状态响应。解应用三要素法：用相量法求正弦稳态解下页上页L+_+_R返回tio直接进入稳定状态下页上页过渡过程与接入时刻有关注意返回出现瞬时电流大于稳态电流现象tio下页上页返回8.2正弦稳态电路的功率1.瞬时功率无源网络+ui_第一种分解方法；第二种分解方法。下页上页返回第一种分解方法：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；tiouUIcos恒定分量。UIcos(2t－)为正弦分量。下页上页返回pto第二种分解方

22、法：UIcos(1-cos2t)为不可逆分量。UIsinsin2t为可逆分量。部分能量在电源和一端口之间来回交换。下页上页返回2.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，纯电抗平均功率实际上是电阻消耗的功率，亦称为有功功率。表示电路实际消耗的功率，它不仅与电压电流有效值有关，而且与cos有关，这是交流和直流的很大区别,主要由于电压、电流存在相位差。下

23、页上页结论返回4.视在功率S3.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电气设备的容量返回有功，无功，视在功率的关系：有功功率:P=UIcos单位：W无功功率:Q=UIsinj单位：var视在功率:S=UI单位：VAjSPQ功率三角形下页上页返回5.R、L、C元件的有功功率和无功功率uiR+-PR=UIcos=UIcos0=UI=I2R=U2/RQR=UIsin=UIsin0=0PL=UIcos=UI

24、cos90=0QL=UIsin=UIsin90=UI=I2XLiuC+-PC=UIcos=UIcos(-90)=0QC=UIsin=UIsin(-90)=-UI=I2XC下页上页