物理学大二电工课件.ppt

第2章 网络的正弦稳态分析,2.1 引言 2.2 正弦交流电的有效值 2.3 正弦量的相量表示法 基尔霍夫定律 的相量形式 2.4 无源元件特性方程的相量形式 2.5 复阻抗 有源元件特性方程的相量形式 2.6 复导纳 2.7 分析正弦交流电路的基本方法 2.8 有互感的网络（自学） 2.9 交流电路的功率和功率因数 2.10 提高负载功率因数的意义和方法,2.1 引言,稳态分析:,网络分析时，如果仅仅着眼于求稳态解，这种分析方法为。,正弦稳态分析:,如果电路中电源的电动势、电激流都是时间的正弦函数，且电源的频率相同，则求稳态的方法称为。,对于动态网络，一般列出的电路方程都是微分方程。而微分方程的求解往往是比较麻烦的。,1.应用复数将时间正弦量转换为相量； 2.将各相量带入元件的特性方程和基尔霍夫定律的相量形式进行求解（相量解）； 3.把求解的相量再转换为时间正弦量。,运用相量分析法便能把正弦稳态分析时所建立的微积分电路方程转换为代数方程，从而简化求解过程.,求解过程分为三步：,正弦交流电也要规定正方向,表示电压或电流的瞬时方向.,实际方向和假设方向一致,实际方向和假设方向相反,1、正弦交流电的方向,2.2 正弦交流电的有效值,交流电路进行计算时，首先要规定物理量 的正方向，然后才能用数字表达式来描述。,2、正弦交流电的特征量及表示方法,为正弦电流的最大值。,1) 正弦波特征量之一：幅度,在工程应用中常用有效值表示幅度。一般交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压220V，也是指供电电压的有效值。,电量名称必须大写,下标加 m,如Um、Im,交流电流 i 通过电阻R在一个周期 T 内产生的热量与一直流电流 I 通过同一电阻在同一时间 T 内产生的热量相等，则称 I 的数值为 i 的有效值。,有效值：,有效值电量必须大写，如：U、I。,i 可写为：,同理:,u可写为：,若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于 220V 的线路上?,描述变化周期的几种方法： 周期 T：变化一周所用的时间。单位：秒,2）正弦波特征量之二：角频率,角频率：每秒变化的弧度。单位：弧度/秒,频率 f：每秒变化的次数。单位：赫兹,3）正弦波特征量之三：初相位,：t = 0 时的相位，称为初相位或初相角,：正弦波的相位角或相位,给出了观察正弦波的起点或参考点，,常用于描述多个正弦波相互间的关系。,说明：,3、两个同频率正弦量间的相位差,初相差,两种正弦信号的相位关系,i1领先于i2,相 位 领 先,i2落后于i1,反 相 位,相位差为，1 -2=，,i1与i2反相位,4、两个同频率正弦量间的叠加,同频率正弦量,合振幅,合初相,1、正弦波的表示方法,2.3 正弦量的相量表示法 基尔霍夫定律的相量形式,2、正弦波的相量（复数）表示法,或,“ ”称为对应号。,相量符号只包含幅度与相位信息。,幅度用最大值表示,幅度用有效值表示,有效值相量和振幅相量的关系：,相量图：用来表示相量的几何图形。,I,+1,j,3、正弦波的相量表示法举例,相量的加减运算满足平行四边形法则。,例1：将 u1、u2 用相量表示,相位哪一个领先？哪一个落后？,注意：,1. 只有正弦量才能用相量表示,非正弦量不可,2. 只有同频率的正弦量才能画在一张相量 图上，不同频率不行。,4、相量的复数表示,例3:,已知:,求： i 、u 的相量,解：,已知瞬时值，求相量。,例4：,已知相量，求瞬时值。,解：,求：,已知两个频率都为 1000 Hz 的正弦电流其相量形式为： ，,例5：,求：i = i1+i2,解：,相量图,符号说明,瞬时值 小写（斜体）,有效值 大写（斜体）,最大值 大写+下标（斜体）,复数、相量 大写（斜体） +“”,常 量