正弦稳态电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,正弦稳态电路,作业1,5-6，5-10，,5-12，5-14，5-16；,5-20，5-22,，,5-24，,5-27,，5-29；,目录,5.1 正弦量的根本概念,5.2 正弦量的相量表示法,5.3 基尔霍夫定律及元件方程相量形式,5.4 阻抗与导纳,5.5 正弦稳态电路分析,5.6 正弦稳态电路的功率,5.7 应用,相位差,正弦量的相量表示,复阻抗复导纳,相量图,用相量法分析正弦稳态电路,正弦交流电路中的功率分析,教学要点,5.1 正弦量的根本概念,5.1.1 正弦量的三要素,：,i,(,t,)=,I,m,cos(,w,t,+,i,),i,+,_,u,(1),幅值,(,amplitude,) (,振幅、 最大值),I,m,(2),角频率,(,angular frequency,),w,(3),初相位,(,initial phase angle,),i,i,I,m,t,i,(,t,)=,I,m,cos(,w,t,+,i,),i,波形图,正弦量的三要素是正弦量之间区分和比较的依据,i,I,m,t,i,(,t,)=,I,m,cos(,w,t,+,i,),i,波形图,一般,|,i,| ,i,=,0,0,i,=,0,i,i,0,i,=-90,0,0,初相位,i,i 是正弦量在t =0时刻的相位，称为正弦量的初相位初相角，简称初相，即,i,i,i,0,t,相位差 (,phase difference,)。,设,u,(,t,)=,U,m,cos(,w,t,+,j,u,),i,(,t,)=,I,m,cos(,w,t,+,j,i,),相位差,j,= (,w,t,+,j,u,),-,(,w,t,+,j,i,),=,j,u,-,j,i,j,0,，,u,领先,(超前),i,，,或,i,落后,(滞后),u,;,u,i,j,u,j,i,j,t,u,i,0,j, 1,/,w,C,，,X,0，,j,0，,电路为感性，电压超前电流；,w,L,1,/,w,C,，,X,0，,j, 1,/,w,C,),三角形,U,R,、,U,X,、,U,称为电压三角形，它和阻抗三角形相似。即,U,X,j,L,R,+,-,+,-,+,-,+,例.,i,L,C,R,u,u,L,u,C,+,-,+,-,+,-,：R=15, L=0.3mH, C=0.2F,求,i,u,R,u,L,u,C,.,解：,其相量模型为,j,L,R,+,-,+,-,+,-,那么,U,L,=8.42,U,=5，,分电压大于总电压,。,-,3.4,相量图,例,5-8,图示电路中，R1=20 W L=5 mH，R2=5 ，C=25 mF。求,1当角频率为2000 rad/s时，电路的等效阻抗。,2当角频率为8000 rad/s时，电路的等效阻抗。,3当电路的角频率为多少时，电路的阻抗为纯电阻性？此时电阻为多少？,j,L,R,1,+,-,R,2,解,端口的等效阻抗为,1当角频率为2000 rad/s时，有,2当角频率为8000 rad/s时，有,3要求阻抗为纯电阻性，即阻抗Z的虚部为零，即：,所以,可见：阻抗是频率的函数，电路的频率改变，阻抗也就改变了！,j,L,R,1,+,-,R,2,5.4.2,导纳的定义,对图示的无源一端口网络，导纳,Y,定义为,无源,线性,网络,导纳,Y,也可以表示为,导纳,Y,是一个复量，又称复导纳,。,G,Re,Y,，,为导纳的电导分量；,B,Im,Y,，,为导纳的电纳分量。,复导纳,Y,单位：,S,Y,复导纳；,G,电导(导纳的实部)；,B,电纳(导纳的虚部)；,|,Y,|,复导纳的模；, ,导纳角。,关系：,或,G,=|,Y,|cos,B,=|,Y,|sin, ,|,Y|,G,B,j,导纳三角形,复导纳是,电导,和,电纳,的组合,容纳,B,C,单位均是西门子S)。,导纳也是一个无源一端口元件的等效导纳或筹划导纳，其实部G和虚部B均为外加鼓励角频率的函数。仿照阻抗的形式，导纳的一般形式为:,R,、,L,、,C,元件的导纳,1R：,2L：,3C：,感纳,B,L,RLC,并联电路的导纳,由,KCL：,i,L,C,R,u,i,L,i,C,+,-,i,L,j,L,R,+,-,Y=G+,j(,w,C,-,1,/,w,L,),=|Y|,j,w,C, 1,/,w,L,，,B,0，,j,0，,电路为容性，,i,超前,u,；,w,C,1,/,w,L,，,B,0，,j,0，,电路为感性，,i,滞后,u,；,w,C,=1,/,w,L,，B=0，,j,=0，,电路为电阻性，,i,与,u,同相。,画相量图,：选电压为参考向量(,w,C, 1,/,w,L,，,0，那么B0，即仍为感性。,2、互求计算(1),Y,2、互求计算(2),同样，假设由Y变为Z，那么有：,Z,R,j,X,G,j,B,Y,3、,阻抗串并联,串联,并联,等效,分压,等效,分流,例,5-9,图中已知 ， 电流的有效值为2,A，,试求端口电压和两个阻抗上电压的有效值。,z,1,z,2,解,总的阻抗为,端口电压有效值为,：,两个阻抗上电压有效值为,结果表明，正弦交流电路中,不再是分压要比总电压小的规律了!,即有局部或全部串联阻抗上电压的有效值会高于端口总电压的有效值。同样在并联分流电路中，也会出现分流电流的有效值大于总电流的有效值的情况。,例,5-10,已知，,电源电压的有效值为,220,V,。,求图示电路的输入端阻抗和各个支路的电流,解,端口等效阻抗为,设电压相量为 ，则有,Z,1,Z,2,Y,3,Z,1,Z,2,Y,3,电流 为分流电流，即,KCL,或分流,4、,-,Y,等效阻抗互换,直流电阻电路中的与,Y,等效变换仍然适用于阻抗电路,Z,a,Z,b,Z,c,Z,1,Z,2,Z,3,Y,Z,a,Z,b,Z,c,Z,1,Z,2,Z,3,Y,To be continued!,且听下回分解！,谢谢！,