正弦穩(wěn)態(tài)電路小結基本概念.ppt

1,正弦穩(wěn)態(tài)電路小結 基本概念,正弦量與相量 正弦量：三要素、相位差、有效值。 相量： 是復數(shù)、矢量； 用來表示正弦量，并取用了正弦量的兩個要素。 復數(shù)：代數(shù)式、三角式、指數(shù)式，可進行代數(shù)運算或幾何運算。 正弦量與相量：是變換關系，一一對應的關系。 相量分析法： 建立在同頻率的基礎上，將正弦量運算變成復數(shù)運算。,2,正弦穩(wěn)態(tài)電路小結 基本概念,阻抗與導納 阻抗的定義：無源網(wǎng)絡的總電壓相量與總電流相量之比。 阻抗的形式：代數(shù)式，指數(shù)式，極坐標式。 導納的定義：無源網(wǎng)絡的總電流相量與總電壓相量之比。 導納的形式：代數(shù)式，指數(shù)式，極坐標式 。 阻抗與導納的關系： 互為倒數(shù)Z=1/Y。也是對偶元件。 兩種電路模型： 阻抗為串聯(lián)模型，導納為并聯(lián)模型，可互相轉(zhuǎn)換。 阻抗與導納是頻率的函數(shù)。,3,正弦穩(wěn)態(tài)電路小結 基本概念,電路定律 歐姆定律 形式一： R： 電流與電壓同相位。 L： 電流滯后電壓90 C： 電流超前電壓90 形式二： R： 電流與電壓同相位。 L： 電流滯后電壓90 C： 電流超前電壓90 基爾霍夫定律 KCL： KVL：,4,正弦穩(wěn)態(tài)電路小結 基本概念,電路的類型 感性電路： 無源網(wǎng)絡的總電流滯后總電壓。 阻抗角為正。 阻抗的虛部為正或?qū)Ъ{的虛部為負。 無功功率為正。 容性電路： 無源網(wǎng)絡的總電流超前總電壓。 阻抗角為負。 阻抗的虛部為負或?qū)Ъ{的虛部為正。 無功功率為負。 阻性(諧振)電路： 無源網(wǎng)絡的總電流與總電壓同相。 阻抗角為零。 阻抗的虛部為零或?qū)Ъ{的虛部為零。,5,正弦穩(wěn)態(tài)電路小結 基本概念,五個三角形 阻抗三角形 ：R、X、|Z|、的關系 導納三角形：G、B、|Y|、 的關系 電壓三角形： R與X串聯(lián)電路中UR、UX、U、 的關系 電流三角形： R與X并聯(lián)電路中IR、IB、I、 的關系 功率三角形： 無源網(wǎng)絡中P、Q、S、 的關系 對同一電路，五個三角形是相似三角形。,6,正弦穩(wěn)態(tài)電路小結 基本概念,五種功率 瞬時功率：p=ui是t的函數(shù)，p0消耗功率，p0產(chǎn)生功率。 平均(有功)功率：P=UIcos 表示網(wǎng)絡實際消耗的功率。 無功功率：P=UIsin 表示網(wǎng)絡儲能與外電源交換能量的最大速率。 視在功率：S=UI 表示電氣設備容量的大小。 復功率：P、Q、S聯(lián)系起來。 有功功率守恒、無功功率守恒、復功率守恒，視在功率不守恒。,7,正弦穩(wěn)態(tài)電路小結 基本概念,功率的應用 單個元件 R：消耗功率P=I2R或U2/R，但無功功率Q = 0 L：不消耗功率,無功功率Q=I2XL或Q=U2/XL,Q0 C：不消耗功率,無功功率Q= -I2XC或Q= -U2/XC,Q0 功率因數(shù)的提高： 用電容進行無功功率補償。應用在電力系統(tǒng)。 最大功率傳輸： 使負載獲得最大功率的條件。應用在通信系統(tǒng)。,8,基本計算方法,簡單電路的計算 解析法：阻抗串-并聯(lián)、分壓分流公式，歐姆定律、基爾霍夫定律、五個三角形等。 相量圖分析法：先畫出電路的相量圖，根據(jù)圖中的幾何關系計算。 復雜電路的計算 用電阻電路的分析方法，如網(wǎng)孔法、節(jié)點法、疊加定理、戴維南定理、電橋電路和對稱電路、Y-變換、電源變換等。 功率的計算 用定義計算；用功率守恒計算。 功率因數(shù)的提高中電容C的計算： 用功率三角形、無功功率補償計算。 最大功率傳輸計算： 共軛匹配、有條件的匹配。,9,四個基本電路,RLC串聯(lián)電路 伏安關系 ： 相量圖：串聯(lián)電路以電流為參考相量。,10,四個基本電路,RLC并聯(lián)電路 伏安關系 ： 相量圖：并聯(lián)電路以電壓為參考相量。,11,四個基本電路,C與RL并聯(lián)電路 伏安關系 ： 相量圖：以電壓為參考相量。,12,四個基本電路,RC與RL并聯(lián)電路 伏安關系 ： 相量圖：以電壓為參考相量 。,13,幾種特殊電路的計算,相量圖分析法 對于一些簡單的串并聯(lián)電路，特別是電路參數(shù)未知、只給電量的?；蚪嵌取Ｍ犬嫵鱿嗔繄D，再根據(jù)圖形的幾何關系求解。 并不是任何電路都適合用相量圖求解的，有的電路的相量圖就不容易畫出來。 對稱三相電路 特殊的電源：三相電源由三個振幅、頻率相同，而相位相差120的正弦交流電源組成供電系統(tǒng)。 特殊的負載：三相負載由ZA，ZB，ZC三部分組成，每一部分稱一相負載。 特殊的連接方式：三相電源和三相負載以Y形或形兩種方式連接。 特殊的計算方法：對稱三相電路采用抽出一相計算法。一般系統(tǒng)可先轉(zhuǎn)換成Y-Y系統(tǒng)，再抽出一相計算。,14,幾種特殊電路的計算,耦合電感電路 先考慮用去耦等效電路法，再考慮用網(wǎng)孔分析法?？招淖儔浩鞑捎梅从匙杩狗?。 耦合電感上的伏安關系式與其同名端位置有關，與其上的電壓、電流的參考方向有關。認識這一點是正確列寫方程或正確畫出去耦等效電路的關鍵。 由于耦合電感上的電壓是自感電壓和互感電壓之和，因此，列方程分析這類電路時，如不做去耦等效，則多采用網(wǎng)孔法，不宜直接應用節(jié)點法。 應用戴維南定理分析時，應注意負載與有源網(wǎng)絡內(nèi)部不存在耦合關系。,15,幾種特殊電路的計算,理想變壓器電路 理想變壓器與空心變壓器的區(qū)別與聯(lián)系。理想變壓器的三大作用。 理想變壓器是既不消耗能量又不貯藏能量的特殊電路元件。理想變壓器的伏安關系式是代數(shù)式。 含理想變壓器電路的分析方法有三種： 簡單電路采用等效電路法（折合阻抗法），即一次側(cè)等效電路和二次側(cè)等效電路。 復雜電路（多于兩個回路）采用列方程法，即回路法或節(jié)點法。 特殊理想變壓器分析： 帶抽頭的變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器。,16,幾種特殊電路的計算,諧振電路 串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的定義、特點。 LC串聯(lián)諧振相當于短路；LC并聯(lián)諧振相當于開路。 品質(zhì)因數(shù)Q值與電壓、電流、通