正弦电路分析.ppt
1.阻抗的串联与并联,2-5交流电路的分析方法,Y1、Y2-导纳,1、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,2.一般正弦交流电路的分析方法,3、用复数符号法或相量图求解,4、将结果变换成要求的形式,解题方法有两种：,1.利用复数进行相量运算,2.利用相量图求结果,已知：I1=10A、UAB=100V，,则：,求：A、UO的读数,求：A、UO的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,设：,、领先 90,I=10 A、UO=141V,求：A、UO的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,求：各支路电流的大小,相量模型,原始电路,已知参数：,节点方程,由结点电位便求出各支路电流：,+,解法三：,戴维宁定理,问题的提出：日常生活中很多负载为感性的，其等效电路及相量关系如下图。,3.功率因数的提高,功率因数 和电路参数的关系,40W白炽灯,40W日光灯,发电与供电设备的容量要求较大,供电局一般要求用户的，否则受处罚。,纯电阻电路,R-L-C串联电路,纯电感电路或纯电容电路,电动机 空载 满载,日光灯（R-L-C串联电路）,常用电路的功率因数,提高功率因数的原则：,必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。,提高功率因数的措施:,并电容,并联电容值的计算,设原电路的功率因数为 cos L，要求补偿到cos 须并联多大电容？（设 U、P 为已知）,分析依据：补偿前后 P、U 不变。,由相量图可知：,呈电容性。,呈电感性,功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况:,功率因素补偿问题（一）,呈电阻性,结论：在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。,感性（较小）,容性（较大）,C 较大,过补偿,欠补偿,功率因素补偿问题（二）,并联电容补偿后，总电路（R-L/C）的有功功率是否改变了？,定性说明：电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。,功率因素补偿问题（三）,提高功率因数除并电容外，用其他方法行不行？,补偿后,R,L,C,串电容功率因数可以提高，甚至可以补偿到1，但不可以这样做！原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所需的额定工作电压。,R,L,C,概念：网络的频率特性是研究正弦交流电路中电压、电流随频率变化的关系（即频域分析）。,传递函数：,2-6 谐振现象与交流频率特性,含有电感和电容的电路，如果无功功率得到完全补偿，使电路的功率因数等于1，即：u、i 同相，便称此电路处于谐振状态。,谐振电路在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用非常广泛。,谐振概念：,串联谐振的条件,串联谐振电路,1.串联谐振,谐振频率：,串联谐振的特点,注：串联谐振也被称为电压谐振,当 时，,谐振时：,、,品质因素-Q 值,定义：电路处于串联谐振时，电感或电容上的电压和总电压之比。,串联谐振特性曲线,关于谐振曲线的讨论,谐振曲线讨论（之一）,谐振曲线分析（之二）,谐振曲线分析（之三）,结论：Q愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐。Q愈小，带宽愈大，曲线愈平坦。,串联谐振时的阻抗特性,容性,感性,收音机接收电路,串联谐振应用举例,已知：,解：,结论：当 C 调到 150 pF 时，可收听到 的节目。,问题（二）：,信号在电路中产生的电流 有多大？在 C 上 产生的电压是多少？,理想情况：纯电感和纯电容 并联。,并联谐振,或,理想情况下并联谐振条件,非理想情况下的并联谐振,同相时则谐振,由上式虚部,并联谐振频率,得：,并联谐振的特点,理想情况下谐振时：,总阻抗：,并联谐振电路总阻抗的大小,谐振时虚部为零,即:,并联谐振电路总阻抗：,所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。,外加恒流源 时，输出电压最大。,并联支路中的电流可能比总电流大。,支路电流可能大于总电流,电流谐振,品质因素-Q:,Q为支路电流和总电流之比。,并联谐振特性曲线,替代后，在谐振频率下放大倍数将提高。该种频率的信号得到较好的放大，起到选频作用。,并联谐振应用举例,消除噪声,谐振滤波器：,利用谐振进行选频、滤波,提取信号,分析（一）：抑制噪声,消除噪声提取信号,分析（二）：提取信号,谐振滤波器,接收网络,如果，网络应如何设计？,?,思考题：,用上页类似的形式，设计消除噪声、提取信号的电路。,2.电路的频率特性,（一）低通滤波器,（二）高通滤波器,（三）带通滤波器,（四）带阻滤波器,网络的传递函数：,滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分。,（一）低通滤波器,低通滤波器的传递函数,相频特性,幅频特性,低通滤波器的频率特性,分贝数定义：,滤掉输入信号的低频成分，通过高频成分。,高通滤波器的传递函数,（二）高通滤波器,高通滤波器的频率特性,幅频特性,相频特性,RC 串并联网络,令：,（三）带通滤波器,幅频特性,（四）带阻滤波器,传递函数,典型的网络函数,低通,高通,带通,带阻,电路举例,整流滤波,低通,+,D,R,_,滤波器应用举例（之一）,高通,滤波器应用举例（之二）,滤波器应用举例（之三）,带通,滤波器应用举例（之四）,工频噪声被去除,带阻,关于滤波器质量的评价,以低通滤波器为例:,希望：通频带内尽可能平坦，过渡带尽可能窄。,改进方法举例,例1、移相电路,已知：,正弦交流电路综合举例,解法1,已知：,复数运算,解法2,画相量图,已知：,R,R1,R,C,例2、选频电路,L,C1,C2,R,已知：,若使,已知：,代入 和 L 值得：,（2）,电路总阻抗在 频率下应等于零，才能使,代入、L、C1 得：,第二章,结 束,
