阻抗及相量圖_第1頁
阻抗及相量圖_第2頁
阻抗及相量圖_第3頁
阻抗及相量圖_第4頁
阻抗及相量圖_第5頁
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文檔簡介

作業7-98-68-7(b,d)第一頁,共七十三頁。7.1

正弦量

正弦量的表達式

Fm:幅度(振幅),反映正弦量在整個變化過程中所能達到的最大值.

函數表示法:Tft0Fm

Fm,

ω(或f、T),Ψ:正弦量的三要素.第二頁,共七十三頁。7.1

正弦量

ωt+Ψ:相位.

ω:角頻率(rad/s).Tft0Fm

Ψ:初相位.(單位:弧度或度)

第三頁,共七十三頁。7.2

正弦量的有效值

則正弦量的數學表達式也可寫為:—只適用于正弦量第四頁,共七十三頁。7.3

相量法的基本概念

復數—代數表示—幾何表示0+1+j.ab|A|—向量表示第五頁,共七十三頁。PPT內容概述作業。8-7(b,d)。|A|。可以表征一個正弦量的復值常數稱為相量。uR(t),iR(t),pR(t)。由于瞬時功率隨時間而變化,故討論某時刻的瞬時功率。實際意義不大,也不便于測量。瞬時功率在一個周期內的平均值表示的,即平均功率P:。iL(t),uL(t)。不消耗能量,只進行能量的交換。uC,iC,pC。即在正弦電流電路中,電容元件不吸收平均功率,。在選定的電壓、電流的參考方向下,寫出KCL和KVL。最后根據相量與正弦時間函數的對應關系,寫出待求量在時域中的瞬時值表達式。設正弦電流i1和i2同頻變化,其有效值分別為I1和I2,i1+i2。8.4正弦穩態電路的一般分析方法。8.6正弦穩態電路的諧振。(復數)阻抗(Ω)。電壓和電流關聯參考方向下,電阻的伏安關系的相量形式為。電壓和電流關聯參考方向下,電容的伏安關系的相量形式為。—導納Y的導納角。若二端正弦穩態電路的各元件為串聯關系,則其端口阻抗為。Z不能加“?”第六頁,共七十三頁。7.3

相量法的基本概念0+1+j.ab|A|—指數表示歐拉公式:—三角表示—極坐標表示第七頁,共七十三頁。7.3

相量法的基本概念

相量

—最大值相量

可以表征一個正弦量的復值常數稱為相量

—有效值相量第八頁,共七十三頁。7.3

相量法的基本概念

相量的微分運算第九頁,共七十三頁。符號說明瞬時值

---小寫u、i有效值

---大寫U、I復數、相量

---大寫

+“.”振幅

---大寫+下標第十頁,共七十三頁。正弦交流電路的電阻元件..+_R

與共線..iRuR+_R第十一頁,共七十三頁。第7章正弦電流電路基礎7.1

正弦量7.2

正弦量的有效值7.3相量法的基本概念7.4基爾霍夫定律的相量形式7.5正弦電流電路中的三種基本電路元件目錄第十二頁,共七十三頁。正弦交流電路的電阻元件

瞬時功率電阻為耗能元件

t0uR(t),iR(t),pR(t)

當時,:第十三頁,共七十三頁。正弦交流電路的電阻元件

平均功率

由于瞬時功率隨時間而變化,故討論某時刻的瞬時功率實際意義不大,也不便于測量。衡量元件消耗的功率用

瞬時功率在一個周期內的平均值表示的,即平均功率P:

平均功率又稱為有功功率,單位為W第十四頁,共七十三頁。正弦交流電路的電感元件

線性電感0iLΨ..+_iLuLiLuL

Ψ第十五頁,共七十三頁。正弦交流電路的電感元件

uL超前iL

..+_iLuL0iL(t),uL(t)

t第十六頁,共七十三頁。正弦交流電路的電感元件..iL+_LuL..+_超前!電感電壓超前電感電流90?

相量圖:第十七頁,共七十三頁。正弦交流電路的電感元件

瞬時功率

t0uL,iL,pL

當時,,則:第十八頁,共七十三頁。正弦交流電路的電感元件

平均功率

瞬時功率pL(t)為一個兩倍于原電流頻率的正弦量,其平均值為零,即:

即在正弦電流電路中,電感元件不吸收平均功率,不消耗能量,只進行能量的交換第十九頁,共七十三頁。正弦交流電路的電感元件

能量

電感儲能平均值:

電感儲能最大值:第二十頁,共七十三頁。習題Li+.._u

例:一純電感如圖所示,已知

(1)已知,求電壓u

(2)已知,求,并畫出相量圖-30o第二十一頁,共七十三頁。

線性電容0uCq正弦交流電路的電容元件..uC+_iC+_q第二十二頁,共七十三頁。正弦交流電路的電容元件

uC滯后iC

..iC+_CuC0uC,iC

t第二十三頁,共七十三頁。正弦交流電路的電容元件..iC+_CuC..+_

相量圖:

滯后!第二十四頁,共七十三頁。正弦交流電路的電容元件

瞬時功率

t0uC,iC,pC

當時,,則:第二十五頁,共七十三頁。正弦交流電路的電容元件

平均功率

瞬時功率pC(t)僅為一個兩倍于原電流頻率的正弦量,其平均值為零,即:

即在正弦電流電路中,電容元件不吸收平均功率,不消耗能量第二十六頁,共七十三頁。正弦交流電路的電容元件

能量

電感儲能平均值:

電感儲能最大值:第二十七頁,共七十三頁。習題

例:已知求i,I

解:..i+_Cu第二十八頁,共七十三頁。正弦交流電路的相量法

正弦電流電路的相量法

u、i、R、L、C

分別用、、R、jωL、1/jωC替代,得到對應的相量電路。在選定的電壓、電流的參考方向下,寫出KCL和KVL

方程的相量形式,得到一組復數代數方程組。求得待求正弦電壓或電流的相量。最后根據相量與正弦時間函數的對應關系,寫出待求量在時域中的瞬時值表達式第二十九頁,共七十三頁。正弦交流電路的相量法

正弦電流電路的相量法

對于線性受控源,同樣可以用相量形式表示。以CCVS為例,設在時域中有uk=γij,其相量形式為第三十頁,共七十三頁。正弦交流電路的相量法

例:R1R2CLus(t)+_+_γiL(t)iL(t)..R1R2+_+_..第三十一頁,共七十三頁。例題在電阻電路中:正誤判斷???瞬時值有效值

第三十二頁,共七十三頁。例題在電感電路中:正誤判斷?????

第三十三頁,共七十三頁。例題在電容電路中:正誤判斷?????

第三十四頁,共七十三頁。問題與討論答案

設正弦電流i1和i2同頻變化,其有效值分別為I1和I2,i1+i2

的有效值為I,問下列關系式在什么條件下成立?第三十五頁,共七十三頁。第8章正弦穩態電路的分析8.1

阻抗和導納8.2

簡單正弦穩態電路的分析及相量圖8.3正弦穩態電路的功率8.4正弦穩態電路的一般分析方法8.5最大平均功率的傳輸8.6正弦穩態電路的諧振目錄第三十六頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納N0..+_

注意:此時電壓相量與電流相量的參考方向向內部關聯

阻抗(復數)阻抗(Ω)第三十七頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納

其中:

—阻抗Z的?!杩筞的阻抗角—阻抗Z的電阻分量—阻抗Z的電抗分量—阻抗三角形

阻抗Z的標準形式第三十八頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納

阻抗Z和電路性質的關系

表示u

領先i

--電路呈感性

表示u

、i同相--電路呈電阻性

表示u

落后i

--電路呈容性第三十九頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納

電阻元件的阻抗

電壓和電流關聯參考方向下,電阻的伏安關系的相量形式為

則:

與共線..+_R第四十頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納

電感元件的阻抗

電壓和電流關聯參考方向下,電感的伏安關系的相量形式為

則:,感抗..+_第四十一頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納

電容元件的阻抗

電壓和電流關聯參考方向下,電容的伏安關系的相量形式為

則:,容抗_..+第四十二頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納

歐姆定律的相量形式第四十三頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納

導納N0..+_—復導納Y單位:S(西門子)第四十四頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納

其中:

—導納Y的?!獙Ъ{Y的導納角—導納Y的電導分量—導納Y的電納分量—導納三角形導納Y的標準形式第四十五頁,共七十三頁。8.1

阻抗和導納

對同一個二端網絡N0..+_第四十六頁,共七十三頁。8.2簡單正弦穩態電路的分析及相量圖

簡單正弦穩態電路的分析及相量圖一、阻抗的串聯二、導納的并聯

例題三、RLC串聯交流電路四、RLC并聯交流電路

例題第四十七頁,共七十三頁。阻抗的串聯

串聯阻抗分壓公式

若二端正弦穩態電路的各元件為串聯關系,則其端口阻抗為

串聯阻抗分壓公式:第四十八頁,共七十三頁。阻抗的并聯

若二端正弦穩態電路的各元件為并聯關系,則其端口導納為

并聯導納分流公式:

并聯導納分流公式第四十九頁,共七十三頁。例題

電路的計算—

與電阻電路分析方法相同

例:p205/8-7(a)(c)寫出下列電路阻抗和導納的表達式RL1L2CR2R1C2C1(a)(c)第五十頁,共七十三頁。例題

例:如圖所示電路等效阻抗ZabR2+_......Zab+_ab分子分母找公有量第五十一頁,共七十三頁。RLC串聯交流電路相量方程式:則設(參考相量)RjXL+_+++___jXC第五十二頁,共七十三頁。RLC串聯交流電路

相量圖

相量圖能直觀地顯示各相量之間的關系,特別是各相量的相位關系,它是分析和計算正弦穩態電路的重要手段.

可依據元件伏安關系的相量形式和電路的KCL、KVL

方程定性地畫出電路的相量圖.

可選擇電路中某一相量作為參考相量.

通常選參考相量的初相為零.

第五十三頁,共七十三頁。RLC串聯交流電路

相量圖

在畫串聯電路的相量圖時,取電流相量為參考相量.

在畫并聯電路的相量圖時,取電壓相量為參考相量.

第五十四頁,共七十三頁。RLC串聯交流電路設RjXL+_+++___jXC第五十五頁,共七十三頁。RLC并聯交流電路第五十六頁,共七十三頁。RLC并聯交流電路設第五十七頁,共七十三頁。例題

例:確定圖中的V0和A0數值V1V2V0RL3V4V(a)答案:

(a)U0=5V(b)I0=5AA1A0AR5A7.07A(b)C第五十八頁,共七十三頁。例題

圖(a)中各表讀數為:V1為30V、V2為60V;(b)圖中,V1為

15V、V2為80V、V3為100V,(1)求兩個電路端口的電壓有效值U;(2)如果外施直流電壓25V,再求各表的讀數(a)V1V2+_RL(b)V1V2V3+_RLC答案:(1)(a)U=67.08V(b)U=25V(2)(a)25V,0(b)0,0,25V第五十九頁,共七十三頁。習題1?

在R-L-C串聯電路中:

正誤判斷第六十頁,共七十三頁。習題1?而復數阻抗只是一個運算符號。Z不能加“?”反映的是正弦電壓或電流,

正誤判斷第六十一頁,共七十三頁。習題1

在R-L-C正弦交流電路中?????

正誤判斷第六十二頁,共七十三頁。習題1

在R-L-C串聯電路中,假設??

?

正誤判斷第六十三頁,共七十三頁。習題1

在R-L-C串聯電路中,假設????

正誤判斷第六十四頁,共七十三頁。習題2

例:已知,求i(t),iL(t),iC(t).us(t)+_

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