电子电路-电路理论-讲义第9章.ppt

1、第九章：正弦稳态电路的分析,内容提要： 阻抗和导纳（定义、串并联、输入阻抗） 节点法和回路法 功率及最大功率传输（复功率、戴维南定理） 谐振,9-1 阻抗和导纳,阻抗Z 的定义： (1) R、L、C元件的阻抗,9-1 阻抗和导纳,（2）RLC串联电路的阻抗:,9-1 阻抗和导纳,阻抗三角形和电压三角形:,【讨论】,【例9-1】,9-1 阻抗和导纳,导纳 Y的定义： (1) R、L、C元件的导纳,9-1 阻抗和导纳,（2）RLC串联电路的导纳:,Z 、Y 的等效变换：,9-1 阻抗和导纳,【例9-2】求图示无源网络N0 的等效阻抗 Z 等效导纳 Y ，以及元件的参数。,1. Z 的串联：,2.

2、Z 的并联,9-2 阻抗的串联和并联,【例9-3】求 V 3 的读数。,9-3 电路的相量图,9-3 电路的相量图,【例9-4】各电表读数如图所示，已知,9-3 电路的相量图,正弦电流电路的稳态计算：利用相量形式的基尔霍夫电流定律和电压定律以及电路元件相量形式的伏安关系。 分析方法：网孔电流法和节点电压法。 用网孔电流法时，应注意什么是自阻抗、互阻抗，特别是互阻抗正负号与流经此阻抗的两网孔电流方向的关系：相同取正，相反取负。对网孔中的电源，包括独立电压源、独立电流源以及受控源，处理方法均与电阻电路的回路分析法相同。 用节点电压法时，应注意什么是自导纳、互导纳。对节点所关联的电源，包括独立电流源

3、、独立电压源以及受控源，处理方法均与电阻电路的节点分析法相同。 电感电流iL 和电感电压uL的变化曲线 ：,9-4 正弦稳态电路的分析,【例9-5】试列出图示电路的网孔方程,列出图示电路的节点方程,【例9-6】图示电路的 ， 求戴维南、诺顿等效 电路 。,9-4 正弦稳态电路的分析,9-4 正弦稳态电路的分析,【例9-7】,瞬时功率 p（t）,9-5 正弦稳态电路的功率,平均（有功）功率 P 等于电阻消耗的功率,无功功率 Q ：,视在功率（又称表观功率或容量） S ：,9-5 正弦稳态电路的功率,R 、L 、C 元件的 p（t）、P 、Q 、S,9-5 正弦稳态电路的功率,9-6 复功率,复功

4、率 （VA）：,功率因数 ：,9-6 复功率,功率守恒： 1.平均功率守恒 P=P1+P2+P3+-+Pn=PR 即二端网络吸收的平均功率等于网络内各个电阻所吸收的平均功率之和。 2.无功功率守恒 =Q1+Q2+Q3+-+Qn=Qx 即二端网络吸收的无功功率等于网络内各个电抗元件所吸收的无功功率之和。注意，电感元件的QL0，电容元件的QC0。 3.复功率守恒 4.视在功率不守恒，即,例9-8 图示正弦稳态电路中，已知us(t)=12cos2t V，试求二端网络吸收的复功率、有功功率、无功功率以及视在功率。,解 画出图 (a)的相量形式电路如图(b)所示。由图(b)得 P=18W； Q=-18v

5、ar；,9-6 复功率,功率因数的提高 在电力系统中，对于感性负载用并联电容的方法来提高电路的功率因数，以便充分利用供电设备，同时在保证负载功率不变之下减小供电线路电流，从而减少线路热损耗。 设负载的功率为P，功率因数为cos1=1，电源电压有效值为U，电源频率为，要求将功率因数提高到cos2=2，则应并接电容的容量为,9-7 最大功率传输,在二端网络中，当负载的电阻部分RL和电抗部分XL均可变，则负载获得最大功率的条件是 这种情况称为共轭匹配，又称为最佳匹配。共轭匹配时负载获得的最大功率为,9-7 最大功率传输,例9-9 电路如图 (a)所示，试求负载ZL在最佳匹配时所获得的最大功率。,求负

6、载ZL开路时的电压，电路如图（b)所示。则 求负载ZL短路时的电流，电路如图 (c)所示。 求负载ZL开路时端口的等效阻抗为 画出戴维南等效电路，然后将负载ZL接入，如图(d)所示。根据最佳匹配的条件，当 ZL能获得的最大功率为,9-8 串联电路的谐振,串联谐振定义：图示RLC串联电路的阻抗为 若X=0，则电流与电压同初相，此时电路等效阻抗呈电阻性，称电路发生串联谐振。 谐振条件与谐振频率,9-8 串联电路的谐振,谐振特性：谐振时R、L、C的电压 串联谐振电路的品质因数 串联谐振电路的频率特性,I()与的关系称为电流幅频特性，()与的关系称为电流相频特性。,9-8 串联电路的谐振,通频带宽 可见：Q越高，曲线越 尖锐，通频带越窄， 电路选择性越好，但 太窄保真度差。,9-9 并联谐振电路,并联谐振定义：简单GLC并联电路的导纳为 若B=0，则电流与电压同初相，等效导纳呈电导性，此时称电路发生并联谐振。 谐振条件与谐振频率,；,9-9 并联谐振电路,9-9 并联谐振电路,谐振特性：谐振时G、L、C的电流 串联谐振电路的品质因数,第九章 正弦稳态电路的分析,基本要求： 掌握正弦量的三要素、超前、滞后、有效值等概念。 掌握正弦量的相量表示和R、L、C相量形式的伏安关系。 熟练掌握复阻抗、复导纳的计算及其相互等效变换。 熟练掌握节点法、网孔法、戴维南等效电