电路(第五版)原著：邱关源第9章新

1、第九章正弦稳态电路分析，本章的重点，2。正弦稳态电路的分析：3.正弦稳态电路的功率分析：要点：1 .阻抗和导纳；9.1阻抗和导纳，1。阻抗、阻抗模式、阻抗角、正弦稳态欧姆定律的相量形式、下一页、上一页、返回，当无源网络中有单个元件时，z可以是实数或虚数。下一页，上一页，指示，返回，2。RLC系列电路，KVL:下一页，上一页，返回，z复阻抗；|Z|复阻抗模式；z阻抗角；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，下一页，上一页，返回，对R，L和C串联电路的分析表明：(1)Z=R j(wL-1/wC)=|Z|jz是一个复数，称为复数阻抗，(2)wL 1/wC，X0，j z0

2、，下一页，上一页，相量图：一般选择电流作为参考矢量、电压三角形，返回，(3)wL1/wC，X0，jz 0，电路为容性，电压滞后于电流。下一页，上一页，(4)wL=1/wC，X=0，j z=0，电路是电阻性的，电压和电流同相。例如，已知R=15，L=0.3mH，C=0.2F，求I，uR，uL，uC的解，画相量模型，下一页，上一页，后一页，然后下一页，上一页，后一页，下一页，上一页，相量图，注意，返回，3。导纳，正弦稳态，导纳模式，导纳角，下一页，上一页，返回，对于相同的双端网络：当无源网络中有单个元件时，有：y可以是实数或虚数。下一页，上一页，指示，返回，4。RLC并联电路，KCL:下一页，上一

3、页，返回，y复导纳；复导纳的|Y|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，下一页，上一页，返回，(1)Y=G j(wC-1/wL)=|Y|jy是复数，称为复数导纳；(2)wC 1/wL，B0，y0，电路是容性的，电流领先于电压。相量图：选择电压作为参考矢量、分析R、L、C并联电路，得出RLC并联电路中部分电流大于总电流的结论，下页、上页，注意返回，(3)wC1/wL、B0、y0，电路是感性的，电流滞后于电压；下一页，上一页，返回，(4)wC=1/wL，B=0，j y=0，电路为电阻性，电流和电压同相。下一页，上一页，返回，5。复数阻抗和复数导纳的等效

4、互换，G1/电阻，B1/X一般。如果z是感性的，X0是B0，也就是说，它仍然是感性的。下一页，上一页，注意返回，类似地，如果y被改变为z，则有：下一页，上一页，返回，例如，图中示出了RL串联电路，并且获得了106rad/s的等效并联电路。RL串联电路的阻抗如下：下一页、后一页、下一页、前一页。请注意，N0端口的阻抗或导纳由其内部参数、结构和正弦电源频率决定。一般来说，它的每一部分都是频率的函数，并随频率而变化。如果在端口N0中没有受控源，则有，或者，但是当有受控源时，它可能出现，或者，它的实部将是负的，并且它的等效电路应该设置受控源来表示实部；返回，下一页，上一页，注意，一个端口N0的两个参数

5、Z和Y具有相同的效用，并且可以彼此等价地互换。用极坐标表示的交换条件是：返回，6。阻抗的串联和并联(导纳)，阻抗的串联，下一页，上一页，返回，导纳的并联，两个阻抗Z1和Z2的并联等效阻抗是：解，感抗和容抗是：下一页，上一页，返回，例2，图中所示的电路是感性的还是容性的？解1，等效阻抗为：下一页，上一页，电路对外部是容性的，回去，解2，用相量图求解，以电感电流为参考相量：下一页，上一页，电压滞后于电流，电路对外部是容性的。返回，例如，图中显示的是RC频率选择网络，为了找到u1和u0同相的条件和解，让我们设置：Z1=R jXC，Z2=R/jXC，下一页，上一页，返回，9.3正弦稳态分析，下一页，上

6、一页，结论，2。引入电路的相量模型，将时域微分方程转化为直接相量形式的代数方程。引入阻抗后，电阻电路中讨论的所有网络定理和分析方法都可以推广到正弦稳态相量分析。直流(f=0)是一种特殊情况。返回示例1，绘制电路的相量模型，解决方案，下一页，上一页，上一页，下一页，上一页，上一页，下一页，上一页，下一页，上一列写电路的回路电流方程和节点电压方程，示例2，解决方案，回路方程，下一页，上一页，上一页，下一页，方法2:戴维宁等效变换，找到开路电压：找到等效电阻：下一页，上一页，返回示例4，找到图中所示电路的戴维宁等效电路。解决方案，下一页，上一页，查找开路电压：返回，查找短路电流：下一页，返回，示例5

7、，通过叠加定理计算电流，解决方案，下一页，上一页，返回，下一页，上一页，返回，已知平衡电桥Z1=R1，Z2=R2，Z3=寻道：Zx=Rx jwLx。平衡条件：Z1 Z3=Z2 Zx，R1 (R3 jwl3)=R2 (rx jwlx)，rx=r1r3/R2，LX=L3 R1/R2，例6，解决方案，| Z1 | 1 | z3 | 3=| z2 | 2 | zx | x，| Z1 |。示例7，解决方案，下一页，上一页，返回，已知u=115v，u1=55.4v，U2=80v，R1=32w，f=50hz。找出线圈的电阻R2和电感L2。方法1。绘制相量图进行分析。示例8，解决方案，下一页，上一页，上一页，

8、下一页，上一页，上一页，方法2，以及其他步骤与解决方案1相同。下一页，上一页，返回，相量图分析，例9，移相桥电路。当R2为0时，求、当R2=0时，q=180；当R2，q=0。a，b，b，下一页，上一页，返回，示例10，电路图，解决方案，下一页，上一页，返回，示例11，计算正弦输入下RL串联电路的零状态响应。解，应用三元法：用相量法求正弦稳态解，下一页，上一页，直接返回进入稳态，下一页，上一页，过渡过程与存取时间有关，注意瞬时电流大于稳态电流的现象，下一页，上一页，返回，正弦稳态电路的9.4次方，1。瞬时功率，不，第二种分解方法。下一页，上一页，返回，第一个分解方法：p有时是正的，有时是负的；P

9、0，电路吸收功率；P0，电路发出电源；UIcos常数分量。UIcos (2 t)是正弦分量。下一页，上一页，第二个分解方法：UIcos (1-cos2 t)是一个不可逆成分。UIsin sin2 t是可逆成分。部分能量在电源和端口之间来回交换。下一页，上一页，返回，2。平均功率=u-I:功率因数角。对于无源网络，阻抗角是等效阻抗。cos:功率因数。p: w(瓦特)、下一页、上一页和返回的单位，通常有：0cos1、X0、j 0、电感、X0、j 0、电容，平均功率实际上是电阻消耗的功率，也称为有功功率。它表示电路消耗的实际功率，不仅与电压和电流的有效值有关，还与cos有关，这是交流和DC之间的一个

10、很大的差异，主要是由于电压和电流之间的相位差。下一页，上一页，结论，返回，4。视在功率S3。无功功率q，单位：var。Q0，表示网络吸收无功功率；Q0，表示网络产生的无功功率。q的大小反映了网络与外部电路交换功率的速率。由储能元件l和c的属性决定，下一页，上一页，电气设备容量，回路，有功功率，无功功率和视在功率之间的关系：有功功率： P=UIcos单位：w，无功功率： Q=UIsinj单位：VAr，视在功率： S=UI单位：va，功率三角形，r，l和c组件的较低有功功率和无功功率，pr=UIcos=UIcos 0=UI=i2r=U2/rqr=uisin=uisin 0=0 pl=uicos=u

11、icos 90=0ql=uisin=uisin 90=ui=i2xl，Pc=uicos=uicos(-90)=0qc=uisin=uisin(-90)=ui=i2xc，下一页，上一页，返回，6。 任意阻抗的功率计算，pz=uicos=I2 | z | cos=i2r，qz=uisin=I2(发送无功功率)，下页，上一页，返回，电感和capa的无功功率补偿l和c的无功功率可以相互补偿。下一页，上一页，返回，电压和电流的有功和无功分量：以感性负载为例，下一页，上一页，返回，下一页，上一页，返回，反映电源和负载之间的能量交换率。无功功率：的物理含义，下一页，上一页，返回，示例1，用三表法测量线圈参数

12、。已知：f=50Hz，测量值U=50V，I=1A，P=30W。解决方案1，下一页，上一页，返回，解决方案2，再次，下一页，上一页，解决方案3，返回，已知电机PD=1000W，U=220V，f=50Hz，C=30F cosD=0.8，计算负载电路的功率因数。示例2，解决方案，下一页，上一页，返回，7。功率因数的提高，设备容量S(额定)向负载发送多少有功功率取决于负载的阻抗角。p=uicos=scosj，cosj=1，p=s=75kw，cosj=0.7，p=0.7s=52.5kw，一般用户：异步电机空载cosj=0.20.3满载cosj=0.70.85，荧光灯cosj=0.450.6低功率因数引起的问题：下一页，上一页，返回，当输出相同的有功功率时，线路上的电流很大，I=P/(Ucos)，和解决方案：(1)高压输电(2)改进自身