《电路》第五版邱关源第九章解读课件.ppt
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1、第九章 正弦稳态电路的分析,本章重点,2. 正弦稳态电路的分析,3. 正弦稳态电路的功率分析,重点:,1. 阻抗和导纳,返 回,9-1 阻抗和导纳,1. 阻抗,正弦稳态情况下,阻抗模,阻抗角,欧姆定律的相量形式,下 页,上 页,返 回,当无源网络内为单个元件时有,Z 可以是实数,也可以是虚数。,下 页,上 页,表明,返 回,2. RLC串联电路,KVL:,下 页,上 页,返 回,Z 复阻抗;|Z| 复阻抗的模;Z 阻抗角; R 电阻(阻抗的实部);X电抗(阻抗的虚部)。,转换关系:,或,阻抗三角形,下 页,上 页,返 回,分析 R、L、C 串联电路得出,(2)wL 1/wC ,X0, jZ0,
2、电路为感性, 电压超前电流。,下 页,上 页,相量图:一般选电流为参考相量,,电压三角形,返 回,(3)wL1/wC, X0, jZ 0,电路为容性, 电压落后电流。,下 页,上 页,(4)wL=1/wC ,X=0, j Z=0,电路为电阻性, 电压与电流同相。,返 回,例1-1,已知:R=15, L=0.3mH, C=0.2F,求 i, uR , uL , uC。,解,画出相量模型,下 页,上 页,返 回,则,下 页,上 页,返 回,下 页,上 页,UL=8.42U=5,分电压大于总电压。,相量图,注意,返 回,3.导纳,正弦稳态情况下,导纳模,导纳角,下 页,上 页,返 回,对同一二端网络
3、:,当无源网络内为单个元件时有,Y 可以是实数,也可以是虚数。,下 页,上 页,表明,返 回,4. RLC并联电路,由KCL:,下 页,上 页,返 回,Y复导纳;|Y| 复导纳的模;Y 导纳角; G 电导(导纳的实部);B 电纳(导纳的虚部);,转换关系:,或,导纳三角形,下 页,上 页,返 回,(2)wC 1/wL,B0,Y 0,电路为容性, 电流超前电压。,相量图:选电压为参考向量,,分析 R、L、C 并联电路得出:,RLC并联电路会出现分电流大于总电流的现象。,下 页,上 页,注意,返 回,(3)wC1/wL,B0,Y0,电路为感性, 电流落后电压。,下 页,上 页,返 回,(4)wC=
4、1/wL,B=0,Y=0,电路为电阻性, 电流与电压同相。,下 页,上 页,返 回,5. 复阻抗和复导纳的等效互换,一般情况G1/R ,B1/X。若Z为感性,X0,则 B0,即仍为感性。,下 页,上 页,注意,返 回,同样,若由Y变为Z,则有,下 页,上 页,返 回,例1-2,RL串联电路如图,求在106rad/s时的等效并联电路。,解,RL串联电路的阻抗为,下 页,上 页,L,返 回,下 页,上 页,注意,一端口N0的阻抗或导纳是由其内部的参数、结构和正弦电源的频率决定的,在一般情况下,其每一部分都是频率的函数,随频率而变。,其实部将为负值,其等效电路要设定受控源来表示实部。,返 回,下 页
5、,上 页,注意,一端口N0的两种参数Z和Y具有同等效用,彼此可以等效互换,其极坐标形式表示的互换条件为,返 回,6. 阻抗(导纳)的串联和并联,阻抗的串联,下 页,上 页,返 回,导纳的并联,两个阻抗Z1、Z2的并联等效阻抗为,下 页,上 页,返 回,例1-3,求图示电路的等效阻抗, 105 rad/s 。,解,感抗和容抗为,下 页,上 页,返 回,例1-4,图示电路对外呈现感性还是容性?,解,等效阻抗为,下 页,上 页,电路对外呈现容性。,返 回,例1-5,图为RC选频网络,求u1和u2同相位的条件及,解,设:Z1=R+jXC, Z2=R/jXC,下 页,上 页,返 回,9-2 电路的相量图
6、,下 页,上 页,返 回,分析阻抗(导纳)串、并联电路时,可以利用相关的电压和电流相量在复平面上组成的电路的相量图。,1. 并联电路相量图的画法,参考电路并联部分的电压相量。,根据支路的VCR确定各并联支路的电流相量与电压相量之间的夹角。,根据结点上的KCL方程,用相量平移求和法则,画出结点上各支路电流相量组成的多边形。,下 页,上 页,返 回,2. 串联电路相量图的画法,参考电路串联部分的电流相量。,根据支路的VCR确定各串联支路的电压相量与电流相量之间的夹角。,根据回路上的KVL方程,用相量平移求和法则,画出回路上各支路电压相量组成的多边形。,例2-1,用相量图确定图示电路对外呈现感性还是
7、容性?,解,取电感电流为参考相量,下 页,上 页,电压滞后于电流,电路对外呈现容性。,返 回,9-3 正弦稳态电路的分析,电阻电路与正弦电流电路的分析比较,下 页,上 页,返 回,1.引入相量法,电阻电路和正弦电流电路依据的电路定律是相似的。,下 页,上 页,结论,2.引入电路的相量模型,把列写时域微分方程转为直接列写相量形式的代数方程。,3.引入阻抗以后,可将电阻电路中讨论的所有网络定理和分析方法都推广应用于正弦稳态的相量分析中。直流(f =0)是一个特例。,返 回,例3-1,画出电路的相量模型,解,下 页,上 页,返 回,下 页,上 页,返 回,下 页,上 页,返 回,列写电路的回路电流方
8、程和结点电压方程。,例3-2,解,回路方程,下 页,上 页,返 回,结点方程,下 页,上 页,返 回,方法1:电源变换,解,例3-3,下 页,上 页,返 回,方法2:戴维宁等效变换,求开路电压:,求等效电阻:,下 页,上 页,返 回,例3-4,求图示电路的戴维宁等效电路。,解,下 页,上 页,求开路电压:,返 回,求短路电流:,下 页,上 页,返 回,例3-5,解,下 页,上 页,返 回,下 页,上 页,返 回,已知平衡电桥 Z1=R1 , Z2=R2 , Z3=R3+jwL3。 求:Zx=Rx+jwLx。,平衡条件:Z1 Z3= Z2 Zx 得,R1(R3+jwL3)=R2(Rx+jwLx)
9、,Rx=R1R3 /R2 , Lx=L3 R1/R2,例3-6,解,|Z1| |Z3| = |Z2| |Zx|,1 +3 = 2 +x,下 页,上 页,返 回,已知:Z=(10+j50)W , Z1=(400+j1000)W。,例3-7,解,下 页,上 页,返 回,已知:U=115V, U1=55.4V , U2=80V, R1=32W , f=50Hz。 求:线圈的电阻R2和电感L2 。,画相量图分析。,例3-8,解法1,下 页,上 页,返 回,下 页,上 页,返 回,其余步骤同解法1。,下 页,上 页,返 回,解法2,用相量图分析,例3-9,移相桥电路。当R2由0时,,解,当R2=0,q
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- 电路 第五 版邱关源 第九 解读 课件
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