正弦稳态电路小结基本概念.ppt
1,正弦稳态电路小结 基本概念,正弦量与相量 正弦量：三要素、相位差、有效值。相量：是复数、矢量；用来表示正弦量，并取用了正弦量的两个要素。复数：代数式、三角式、指数式，可进行代数运算或几何运算。正弦量与相量：是变换关系，一一对应的关系。相量分析法：建立在同频率的基础上，将正弦量运算变成复数运算。,2,正弦稳态电路小结 基本概念,阻抗与导纳 阻抗的定义：无源网络的总电压相量与总电流相量之比。阻抗的形式：代数式，指数式，极坐标式。导纳的定义：无源网络的总电流相量与总电压相量之比。导纳的形式：代数式，指数式，极坐标式。阻抗与导纳的关系：互为倒数Z=1/Y。也是对偶元件。两种电路模型：阻抗为串联模型，导纳为并联模型，可互相转换。阻抗与导纳是频率的函数。,3,正弦稳态电路小结 基本概念,电路定律 欧姆定律 形式一：R：电流与电压同相位。L：电流滞后电压90 C：电流超前电压90 形式二：R：电流与电压同相位。L：电流滞后电压90 C：电流超前电压90 基尔霍夫定律 KCL：KVL：,4,正弦稳态电路小结 基本概念,电路的类型 感性电路：无源网络的总电流滞后总电压。阻抗角为正。阻抗的虚部为正或导纳的虚部为负。无功功率为正。容性电路：无源网络的总电流超前总电压。阻抗角为负。阻抗的虚部为负或导纳的虚部为正。无功功率为负。阻性(谐振)电路：无源网络的总电流与总电压同相。阻抗角为零。阻抗的虚部为零或导纳的虚部为零。,5,正弦稳态电路小结 基本概念,五个三角形 阻抗三角形：R、X、|Z|、的关系 导纳三角形：G、B、|Y|、的关系 电压三角形：R与X串联电路中UR、UX、U、的关系 电流三角形：R与X并联电路中IR、IB、I、的关系 功率三角形：无源网络中P、Q、S、的关系 对同一电路，五个三角形是相似三角形。,6,正弦稳态电路小结 基本概念,五种功率 瞬时功率：p=ui是t的函数，p0消耗功率，p0产生功率。平均(有功)功率：P=UIcos 表示网络实际消耗的功率。无功功率：P=UIsin 表示网络储能与外电源交换能量的最大速率。视在功率：S=UI 表示电气设备容量的大小。复功率：P、Q、S联系起来。有功功率守恒、无功功率守恒、复功率守恒，视在功率不守恒。,7,正弦稳态电路小结 基本概念,功率的应用 单个元件 R：消耗功率P=I2R或U2/R，但无功功率Q=0 L：不消耗功率,无功功率Q=I2XL或Q=U2/XL,Q0 C：不消耗功率,无功功率Q=-I2XC或Q=-U2/XC,Q0 功率因数的提高：用电容进行无功功率补偿。应用在电力系统。最大功率传输：使负载获得最大功率的条件。应用在通信系统。,8,基本计算方法,简单电路的计算 解析法：阻抗串-并联、分压分流公式，欧姆定律、基尔霍夫定律、五个三角形等。相量图分析法：先画出电路的相量图，根据图中的几何关系计算。复杂电路的计算 用电阻电路的分析方法，如网孔法、节点法、叠加定理、戴维南定理、电桥电路和对称电路、Y-变换、电源变换等。功率的计算 用定义计算；用功率守恒计算。功率因数的提高中电容C的计算：用功率三角形、无功功率补偿计算。最大功率传输计算：共轭匹配、有条件的匹配。,9,四个基本电路,RLC串联电路 伏安关系：相量图：串联电路以电流为参考相量。,10,四个基本电路,RLC并联电路 伏安关系：相量图：并联电路以电压为参考相量。,11,四个基本电路,C与RL并联电路 伏安关系：相量图：以电压为参考相量。,12,四个基本电路,RC与RL并联电路 伏安关系：相量图：以电压为参考相量。,13,几种特殊电路的计算,相量图分析法对于一些简单的串并联电路，特别是电路参数未知、只给电量的模或角度。往往先画出相量图，再根据图形的几何关系求解。并不是任何电路都适合用相量图求解的，有的电路的相量图就不容易画出来。对称三相电路特殊的电源：三相电源由三个振幅、频率相同，而相位相差120的正弦交流电源组成供电系统。特殊的负载：三相负载由ZA，ZB，ZC三部分组成，每一部分称一相负载。特殊的连接方式：三相电源和三相负载以Y形或形两种方式连接。特殊的计算方法：对称三相电路采用抽出一相计算法。一般系统可先转换成Y-Y系统，再抽出一相计算。,14,几种特殊电路的计算,耦合电感电路先考虑用去耦等效电路法，再考虑用网孔分析法。空心变压器采用反映阻抗法。耦合电感上的伏安关系式与其同名端位置有关，与其上的电压、电流的参考方向有关。认识这一点是正确列写方程或正确画出去耦等效电路的关键。由于耦合电感上的电压是自感电压和互感电压之和，因此，列方程分析这类电路时，如不做去耦等效，则多采用网孔法，不宜直接应用节点法。应用戴维南定理分析时，应注意负载与有源网络内部不存在耦合关系。,15,几种特殊电路的计算,理想变压器电路理想变压器与空心变压器的区别与联系。理想变压器的三大作用。理想变压器是既不消耗能量又不贮藏能量的特殊电路元件。理想变压器的伏安关系式是代数式。含理想变压器电路的分析方法有三种：简单电路采用等效电路法（折合阻抗法），即一次侧等效电路和二次侧等效电路。复杂电路（多于两个回路）采用列方程法，即回路法或节点法。特殊理想变压器分析：带抽头的变压器、多绕组变压器和自耦变压器。,16,几种特殊电路的计算,谐振电路串联谐振和并联谐振的定义、特点。LC串联谐振相当于短路；LC并联谐振相当于开路。品质因数Q值与电压、电流、通频带的关系。线圈与电容并联组成谐振电路的分析，线圈电流、电容电流和总电流组成直角三角形。多频率电路与频率响应多频率信号的有效值和平均功率的计算。多频率电路的计算：相量法和叠加定理。频率响应的意义、研究方法。高通、低通、带通网络的特点。,
