电路分析第5章 正弦交流电路分析法ppt课件

1、电路分析第第5 5章章 正弦交流电路分析法正弦交流电路分析法配用教材主要内容5.1 阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.2 普通电源电路的等效分析普通电源电路的等效分析5.3 受控电源电路的等效分析受控电源电路的等效分析5.4 叠加定理和齐次定理叠加定理和齐次定理5.6 戴维南定理和诺顿定理戴维南定理和诺顿定理5.7 根本定律分析法根本定律分析法5.8综合练习综合练习主要内容5.5 替代定理替代定理“正弦量的相量表示是交流电路分析法的精华，而基于相量概念的“相量分析法就是破解交流电路各种问题的利器。 相量分析法基于以下实际：1电阻、电感和电容的模型都用其相量模型表示，即复数阻抗或复数导纳。

2、2电路根本定律用相量方式。主要包括欧姆定律、KCL和KVL。3由于电路中各支路的电流和电压都是同频率的正弦量，所以，电路中的鼓励和呼应也都可以用相量方式表示。利用相量进展交流电路分析的本质是，抽掉了交流电随时间变化的特性，而只用其不变的幅值或有效值以及初相位对交流电进展表示。这样，其分析方法与直流电路根本没有区别，最大的不同就是由于电感和电容的引入而带来的“移相问题。甚至可以这样说，直流电路是交流电路频率为零时的特例。因此，只需熟习和掌握了直流电路分析法，对交流电路的分析就会事半功倍。 5.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析由RL、RC或RLC共同组成的网络被称为“阻抗网络。在交流电

3、路分析中，我们遇到的大多数网络都是阻抗网络。同电阻网络一样，多个电感或电容也可以互连构成纯电感网络或纯电容网络。 5.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.1 纯电感网络的等效纯电感网络的等效1212ddddd()dddddnniiiiiuLLLLLLLttttt 5.1-112nLLLL 5.1-25.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.1 纯电感网络的等效纯电感网络的等效12121111111ddd()ddnniu tu tu tu tu tLLLLLLL 5.1-3121111nLLLL 5.1-41212L LLLL 5.1-55.15.1阻抗网络的等效分

4、析阻抗网络的等效分析5.1.2纯电容网络的等效纯电容网络的等效12121111111ddd()ddnnui ti ti ti ti tCCCCCCC 5.1-6121111nCCCC 5.1-71212C CCCC 5.1-85.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.2纯电容网络的等效纯电容网络的等效1212ddddd()dddddnnuuuuuiCCCCCCCttttt 5.1-912nCCCC5.1-105.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.3阻抗的串联分析阻抗的串联分析12111jnnnnkkkkkkZZZZZRX5.1-11121nnkkUUUUU 5.

5、1-12=1Z=Z=ZjjjnkkUIU 5.1-135.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.3阻抗的串联分析阻抗的串联分析1122=UZUZ 5.1-1511122212=+=+ZUUZZZUUZZ 5.1-145.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.4阻抗的并联分析阻抗的并联分析12111+jnnnnkkkkkkYYYYYGB 5.1-16121212=/Z =+Z ZZ ZZZ 5.1-17121nnkkIIIII 5.1-185.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.4阻抗的并联分析阻抗的并联分析=1Y=Y=YjjjnkkIUI 5.1-1

6、921121212=+=+ZIIZZZIIZZ 5.1-201221=IZIZ 5.1-215.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.5滤波和移相滤波和移相纯电阻网络只能实现分压和分流的功能，而阻抗网络除了这两个功能外，还具有“滤波和“移相功能。“滤波是指可以根据需求选择或去除某些频率的交流信号的一种信号处置方法。 滤波分为低通滤波选择低频段信号、高通滤波选择高频段信号、带通滤波选择某一频段信号和带阻滤波去除某一频段信号四种方式。 “滤波器的原理主要基于电感和电容的电抗特性。 5.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.5滤波和移相滤波和移相“移相是指可以根据需求改动

7、交流信号的起始时辰的一种信号处置方法。 “移相网络可分为“前移超前网络输出领先输入、“后移滞后网络输出滞后输入及“同相网络输出与输入同相。 “移相器的原理主要基于电感和电容的伏安相量特性。 需求阐明的是，由于滤波网络和移相网络都是具有动态元件的电路，所以，网络的“滤波和“移相功能是同时具备的，滤波器同时也是移相器，移相器也是滤波器。实践中，滤波器的输入常为多频交流信号，人们对其的关注点是“选频而不在意“移相；移相器的输入多为单频交流信号，人们主要关怀输出与输入的相位差。5.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.5滤波和移相滤波和移相5.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析

8、5.1.5滤波和移相滤波和移相5.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.5滤波和移相滤波和移相5.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.5滤波和移相滤波和移相5.15.1阻抗网络的等效分析阻抗网络的等效分析5.1.5滤波和移相滤波和移相5.25.2普通电源电路的等效分析普通电源电路的等效分析5.2.1电源的串联与并联电源的串联与并联1.理想电源的串并联理想电压源可以串联，串联后总电源的电压相量是各子电源电压相量之和。串联电压源允许各子电源的电压相量不一样。因此，在需求高电压供电的场所，可以思索电压源串联。121nnkkUUUUU 5.2-1理想电流源可以并联，并联后

9、总电源的电流相量是各子电源电流相量之和。并联电流源允许各子电源的电流相量不一样。因此，在需求大电流输出的场所，可以思索电流源并联。121nnkkIIIII 5.2-25.25.2普通电源电路的等效分析普通电源电路的等效分析5.2.1电源的串联与并联电源的串联与并联2.实践电源的串并联实践电压源可以串联，串联后总电源的电压相量和总内阻抗分别是各子电源电压相量及内阻抗之和。12100102001nnkknnkkUUUUUZZZZZ 5.2-35.25.2普通电源电路的等效分析普通电源电路的等效分析5.2.1电源的串联与并联电源的串联与并联实践电流源可以并联，并联后总电源的电流相量和复导纳分别是各子

10、电源电流相量和复导纳之和。并联电流源允许各子电源的电流相量不一样。12100102001nnkknnkkIIIIIYYYYY 5.2-45.25.2普通电源电路的等效分析普通电源电路的等效分析5.2.1电源的串联与并联电源的串联与并联5.25.2普通电源电路的等效分析普通电源电路的等效分析5.2.2有伴电源的相互等效有伴电源的相互等效有伴电压源和有伴电流源可以相互等效，其等效的条件是：电压源的电压相量等于电流源的电流相量乘以内阻抗或电流源的电流相量等于电压源的电压相量除以内阻抗，而两者的内阻抗相等，即 SSSS01020=UUZIIZZZZ，5.2-65.25.2普通电源电路的等效分析普通电源

11、电路的等效分析5.2.3理想电源与恣意元件的衔接等效理想电源与恣意元件的衔接等效5.25.2普通电源电路的等效分析普通电源电路的等效分析5.2.3理想电源与恣意元件的衔接等效理想电源与恣意元件的衔接等效5.25.2普通电源电路的等效分析普通电源电路的等效分析5.2.3理想电源与恣意元件的衔接等效理想电源与恣意元件的衔接等效5.3 5.3 受控电源电路的等效分析受控电源电路的等效分析在含有受控源电路的分析中，最重要的就是要了解和掌握受控电源的参数电压或电流是电路中另外一个参数的函数，或者说被另一个参数所控制。分析过程中，只需保证不丢掉和改动这个控制参数，那么受控源即可按照独立电源处置这个概念。

12、5.3 5.3 受控电源电路的等效分析受控电源电路的等效分析5.3 5.3 受控电源电路的等效分析受控电源电路的等效分析5.3 5.3 受控电源电路的等效分析受控电源电路的等效分析5.4 5.4 叠加定理和齐次定理叠加定理和齐次定理交流电路的相量模型也满足叠加定理和齐次定理。叠加定理：在有两个或两个以上电源作用的线性交流电路中，恣意支路上的电流相量或恣意两点间电压相量都等于各电源相量单独作用而其它电源相量为零电压源短路，电流源开路时，在该支路产生的各电流相量或在该两点间产生的各电压相量的代数和。齐次定理：在只需一个电源作用的线性交流电路中，恣意支路上的电流相量或恣意两点间的电压相量，都与该电源

13、相量的变化成正比。5.5 5.5 替代定理替代定理替代定理：在一个交流电路中，一个知的电压相量可以用一个大小和方向一样的理想电压源的相量模型替代；一个知的电流相量可以用一个大小和方向一样的理想电流源的相量模型替代。替代之后，电路中其他支路的电压和电流相量均不变。零电压可以用短道路替代，零电流可以用开道路替代 5.6 5.6 戴维南定理和诺顿定理戴维南定理和诺顿定理5.6 5.6 戴维南定理和诺顿定理戴维南定理和诺顿定理5.6 5.6 戴维南定理和诺顿定理戴维南定理和诺顿定理5.7 5.7 根本定律分析法根本定律分析法节点电压法分析交流电路的普通步骤是：第一步：将时域电路化为相量模型。第二步：选

14、取参考节点，并给其他独立节点编号。第三步：按自复导纳本节点复电压-(互复导纳相邻节点复电压)=流入本节点一切复电流源的代数和方式列写独立节点的节点复电压方程。第四步：求解节点复电压方程，得到各节点电压相量。第五步：根据各节点复电压再求电路其他未知量，如支路复电流、复电压、元件参数和功率等。网孔电流法分析交流电路的普通步骤是：第一步：将时域电路化为相量模型。第二步：确定电路中网孔数，并设定各网孔复电流的符号及方向。通常网孔复电流一致取顺时针或逆时针方向。第三步：按自复阻抗本网孔复电流-(互复阻抗相邻网孔复电流)=本网孔一切复电压源的代数和列写网孔电流方程，并求解方程，得到各网孔复电流。第四步：由

15、求得的网孔电流。第五步：根据各网孔复电流再求其他的电路变量，如支路复电流、复电压、元件参数和功率等。5.7 5.7 根本定律分析法根本定律分析法5.7 5.7 根本定律分析法根本定律分析法5.7 5.7 根本定律分析法根本定律分析法5.7 5.7 根本定律分析法根本定律分析法5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习5.8 5.8 综合练习综合练习经过上述例题的求解,我们发如今对