第6章 正弦交流电路的分析ppt课件.ppt

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1、第6章正弦交流电路的分析重点内容掌握用相量法分析正弦稳态电路的方法（包括结点法、回路法、叠加定理和戴维宁定理），掌握正弦电路谐振概念以及正弦电路功率计算问题。注意：直流电路的一般分析方法和电路定理同样可用于分析正弦稳态电路。16.4正弦稳态电路的分析本章主要内容6.1阻抗和导纳6.2阻抗（导纳）的串联和并联6.3电路的相量图6.5正弦稳态电路的功率6.7正弦稳态电路的最大功率传输条件6.8正弦稳态电路的谐振6.6功率因数的提高26.1阻抗和导纳一、阻抗Z(复数)阻抗或一端口的驱动点阻抗。所以阻抗的模为阻抗角为阻抗的一般代数形式：Z=R+jX。Re[Z]=R，称为“电阻”；Im[Z]

2、=X，称为“电抗”。阻抗三角形无源一端口网络Nu3电阻R、电感L和电容C的阻抗ZR、ZL和ZC分别为“电阻”=R，“电抗”=0。“电阻”=0，“电抗”=wL，XL=wL为感抗。“电阻”=0，“电抗”=，为容抗。R+–+–+–4例6.1对如下所示电路图，求一端口网络复数阻抗。电路呈感性电路呈容性电路呈纯电阻特性CRLuRuLuciu+–+–+–+–5二、导纳所以导纳的模为导纳角为Re[Y]=G，称为“电导”；Im[Y]=B，称为“电纳”。导纳三角形Nu6电阻R、电感L和电容C的导纳YR、YL和YC分别为“电导”=1/R，“电纳”=0。“电导”=0，“电纳”=，为电感纳。“电导”=0，

3、“电纳”=，为电容纳。R+–+–+–7例6.2对如下所示电路图，求一端口网络复数导纳。电路呈容性电路呈感性电路呈纯电阻特性+–8阻抗的串联和并联电路的计算，在形式上与电阻的串联和并联电路相似。对于n个阻抗串联而成的电路，其等效电抗为阻抗串联电压同样是按阻抗成正比分配。同理，对于n个导纳并联而成的电路，其等效导纳为各个导纳的电流分配为6.2阻抗（导纳）的串联和并联9例6.3：如下图所示电路，已知求各支路电流i1,i2和端电压u1。Z1Z2+–106.3电路的相量图法在对正弦电路用相量法进行分析时，可以利用相关电压和电流相量在复平面上的几何关系来分析电路。在相量图上，除了按比例反映各相

4、量的模的大小以外，更重要的是各个相量在相量图中的位置。了解电路中各个相量在相量图中相互之间位置关系，注意点是串联电路以电流为参考相量，则串联电路中每个元件电压方向就可以确定；并联电路以电压为参考相量，则并联电路中每个元件电压方向就可以确定。11例6.4图示电路中，电压表读数为220V,电流表读数为I1=10A，I2=14.14A,R1=12，R2=XL。求总电流I、R2、XL、Xc.I•I1•U2•UL•1014.1410U1•120100uii2i1CR2LR1A1A2Vu1u210A14.14AI=10AU1=12×10=120VU2=220–120=100VXc=-1001

5、0=-10=10014.14Z2=R22+XL2=7.07R2=XL=5解：I2•+–+–+–12相量形式的KCL有：相量形式的KVL有：相量形式的欧姆定律：例6.5试用回路法求下图所示电路的各支路电流。已知：6.4正弦稳态电路的分析+–+–12设回路1和2电流分别为：①13例6.6求下图一端口的戴维宁等效电路。+–+–6W6Wj10W1+–+–6W6Wj10W14一、瞬时功率其中6.5正弦稳态电路的功率电流、电压和功率的变化Nu15二、平均功率（有功功率）物理意义：整个网络的有功功率等于电阻所消耗的平均功率。式中称为功率因数，并用表示，即定义：瞬时功率在一个周期内的平均值

6、，常用大写字母P表示。一端口网络（无源）平均功率单位用W（瓦）。Nu16证：（以无源一端口网络为例来加以证明）+–Nu17三、无功功率它与瞬时功率的可逆部分有关。四、视在功率用来表明电力设备的容量。用大写字母S表示，定义为：视在功率单位用V·I（伏安）。无功功率用大写字母Q表示，定义为电阻R、电感L和电容C瞬时功率分别为无功功率单位为Var（乏）18有功功率、无功功率和视在功率之间存在下列关系：例6.7下图电路是测量电感线圈参数R和L。已知电压U=50V，电流I=1A，功率表的读数为30W，电源的频率为f=50Hz。试求R和L。功率三角形SQP+–RW**19根据阻抗三角形可知：

7、SQPR20例6.8正弦电路如下图所示。当外施电压US=100V，各支路电流的有效值相等，即I=I1=I2，且电路消耗的功率为866W。试求R、XL和XC。解：令+–R21设一端口的电压相量为，电流相量为。复功功率定义为：式中是的共轭复数。当一端口网络为无源网络时，有则有:电阻R、电感L和电容C复功率分别为五、视在功率22电源发出的复功率=负载所消耗的复功率根据KVL定律有：对正弦电流电路，可以证明电路中的复功率守恒，即有：+–+–+–证：23解：令例6.10正弦