第9章 正弦稳态电路的分析ppt课件.ppt

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1、第9章正弦稳态电路的分析首页本章重点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9.12.正弦稳态电路的分析；3.正弦稳态电路的功率分析；重点：1.阻抗和导纳；返回9.1阻抗和导纳1.阻抗正弦稳态情况下Z+-无源线性网络+-阻抗模阻抗角欧姆定律的相量形式下页上页返回2.RLC串联电路下页上页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：

4、或R=

5、Z

6、coszX=

7、Z

8、sinz阻抗三角形

9、Z

10、RXjz下页上页返回例已知：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3.导纳正弦稳态情况下导纳模导纳角下页上页无源线性网络+-Y+-返回4.RLC并联电路下页上页iLCRuiLiC+-iRR+-jL返回6.阻抗（导纳）的串联和并联分压公式阻抗的串联下页上页Z1+Z2Zn－Z+-返回分流公式导纳的并联两个阻抗Z1、Z

11、2的并联等效阻抗为：下页上页Y1+Y2Yn－Y+-返回9.3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

12、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+_+_100求开路电压：j300+_+_5050返回求短路电流：下页上页+_

13、j300+_+_100+_100返回9.4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

14、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为建立交变磁场和感应磁通而需要的电

15、功率称为无功功率，“无功”并不是“无用”的电功率无功功率并不转化为机械能、热能在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。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=UIcos90=0QL=UIsin=U

16、Isin90=UI=I2XLiuC+-PC=UIcos=UIcos(-90)=0QC=UIsin=UIsin(-90)=-UI=I2XC下页上页iuL+-返回例1三表法测线圈参数。已知：f=50Hz，且测得U=50V，I=1A，P=30W。解法1下页上页RL+_ZWAV**返回解法2又下页上页解法3返回7.功率因数的提高设备容量S(额定)向负载送多少有功要由负载的阻抗角决定。P=UIcos=Scosjcosj=1,P=S=75kWcosj=0