2019年 正弦交流电路分析计算 ppt课件.ppt

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1、§3.3正弦交流电路的分析计算3.3.1单一参数的正弦交流电路3.3.2R-L-C串联交流电路3.3.3交流电路的一般分析方法3.3.4功率因数的提高42一、电阻电路uiR根据欧姆定律设则3.3.1单一参数的正弦交流电路431.频率相同2.相位相同3.有效值关系：电阻电路中电流、电压的关系4.相量关系：设则或44电阻电路中的功率uiR1.瞬时功率p：瞬时电压与瞬时电流的乘积小写451.（耗能元件）结论：2.随时间变化3.与成比例ωtuipωt462.平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值大写uiR47二、电感电路基本关系式：

2、iuL设则48电感电路中电流、电压的关系1.频率相同2.相位相差90°（u领先i90°）iu设：493.有效值感抗（Ω）定义：则：504.相量关系设：则：51电感电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息？u、i相位不一致！领先！52感抗（XL=ωL）是频率的函数，表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。ωXLω=0时XL=0关于感抗的讨论e+_LR直流E+_R53电感电路中的功率1.瞬时功率piuL54储存能量p<0释放能量+p>0p<0可逆的能量转换过程uiuiuiuiiuL+Pp>0ui552.平均

3、功率P（有功功率）结论：纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐）。563.无功功率QQ的单位：乏、千乏(var、kvar)Q的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。57基本关系式:设：三、电容电路uiC则：581.频率相同2.相位相差90°（u落后i90°）电容电路中电流、电压的关系iu593.有效值或容抗（Ω）定义：则：I604.相量关系设：则：61电容电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息领先！62E+-ωe+-关于容抗的讨论直流是频率的函数，表示电容电路中电压、电流有效值

4、之间的关系，且只对正弦波有效。容抗ω＝0时63电容电路中的功率ui1.瞬时功率p64充电p放电放电P<0释放能量充电P>0储存能量uiuiuiuiiuωt652.平均功率P66瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）3.无功功率Q（电容性无功取负值）67已知：C＝1μF求：I、i例uiC解：电流有效值求电容电路中的电流68瞬时值i领先于u90°电流有效值693.3.2R-L-C串联交流电路若则一、电流、电压的关系uRLCi70总电压与总电流的关系式相量方程式：则相量模型RLC设（参考相量）71R-L-C串联交流电路——相量图先画出参考相

5、量相量表达式：RLC电压三角形72Z：复数阻抗实部为阻虚部为抗容抗感抗令则R-L-C串联交流电路中的复数形式欧姆定律复数形式的欧姆定律RLC73在正弦交流电路中，只要物理量用相量表示,元件参数用复数阻抗表示，则电路方程式的形式与直流电路相似。是一个复数，但并不是正弦交流量，上面不能加点。Z在方程式中只是一个运算工具。Z说明：RLC74二、关于复数阻抗Z的讨论由复数形式的欧姆定律可得：结论：Ｚ的模为电路总电压和总电流有效值之比，而Ｚ的幅角则为总电压和总电流的相位差。1.Z和总电流、总电压的关系752.Z和电路性质的关系一定时电

6、路性质由参数决定当时，表示u领先i－－电路呈感性当时，表示u、i同相－－电路呈电阻性当时，表示u落后i－－电路呈容性阻抗角76RLC假设R、L、C已定，电路性质能否确定？（阻性？感性？容性？）不能！当ω不同时，可能出现：XL>XC，或XL

7、：81在R、L、C串联的电路中，储能元件R、L、C虽然不消耗能量，但存在能量吞吐，吞吐的规模用无功功率来表示。其大小为：3.无功功率Q：824.视在功率S：电路中总电压与总电流有效值的乘积。单位：伏安、千伏安PQ（有助记忆）S注：S＝UI可用来衡量发电机可能提供的最大功率（额定电压×额定电流）视在功率5.功率三角形无功功率有功功率83_++_p设i领先u，（电容性电路）R、L、C串联电路中的功率关系iu84电压三角形SQP功率三角形R阻抗三角形RLC85一、简单串并联电路3.3.3交流电路的一般分析方法Z1Z2iZ1Z286Z

8、1Z2iZ1Z2Y1、Y2---导纳Y1Y287导纳的概念设:则:电导电纳导纳适合于并联电路的计算,单位是西门子(s)。导纳881、据原电路图画出相量模型图（电路结构不变）2、根据相量模型列出相量方程式或画相量图二、一般正弦交流电路的解题步骤3、用复数符号法或相