第9章正弦稳态电路的分析.ppt

第9章正弦稳态电路的分析9.1阻抗和导纳当无源网络内为单个元件时有：2.RLC串联电路Z—复阻抗；R—电阻(阻抗的实部)；X—电抗(阻抗的虚部)；
|Z|—复阻抗的模；z—阻抗角。分析R、L、C串联电路得出：wL<1/wC，X<0，jz<0，电路为容性，电压落后电流；例则3.导纳对同一二端网络:4.RLC并联电路Y—复导纳；G—电导(导纳的实部)；B—电纳(导纳的虚部)；
|Y|—复导纳的模；y—导纳角。（1）Y=G+j(wC-1/wL)=|Y|∠jy数，故称复导纳；wC<1/wL，B<0，y<0，电路为感性，电流落后电压；wC=1/wL，B=0，jy=0，电路为电阻性，电流与电压同相5.复阻抗和复导纳的等效互换同样，若由Y变为Z，则有：例9.2阻抗（导纳）的串联和并联分流公式例例解2例9.3正弦稳态电路的分析结论例1:列写电路的回路电流方程和节点电压方程节点法:方法一：电源变换方法二：戴维南等效变换例4j300Z2Z2已知平衡电桥Z1=R1,Z2=R2,Z3=R3+jwL3。
求：Zx=Rx+jwLx。已知：Z=10+j50W,Z1=400+j1000W。已知：U=115V,U1=55.4V,
U2=80V,R1=32W,f=50Hz
求：线圈的电阻R2和电感L2。方法二、用相量图分析例10例11t出现瞬时电流大于稳态电流现象9.5正弦稳态电路的功率第一种分解方法：t2.平均功率(averagepower)P一般地,有0cos14.视在功率S有功，无功，视在功率的关系：5.R、L、C元件的有功功率和无功功率任意阻抗的功率计算：电感、电容的无功补偿作用电压、电流的有功分量和无功分量：j反映电源和负载之间交换能量的速率。交流电路功率的测量指针偏转角度(由M确定)与P成正比，由偏转角(校准后)即可测量平均功率P。例方法二已知：电动机PD=1000W，
U=220，f=50Hz，C=30F。
求负载电路的功率因数。6.功率因数提高(2)当输出相同的有功功率时，线路上电流大，
I=P/(Ucos)，线路压降损耗大。分析并联电容的确定：并联电容也可以用功率三角形确定：已知：f=50Hz,U=220V,P=10kW,cosj1=0.6，要使功率因数提高到0.9,求并联电容C，并联前后电路的总电流各为多大？若要使功率因数从0.9再提高到0.95,试问还应增加多少并联电容，此时电路的总电流是多大？（2）能否用串联电容的方法来提高功率因数cosj?9.6复功率（3）复功率满足守恒定理：在正弦稳态下，任一电路的所
有支路吸收的复功率之和为零。即电路如图，求各支路的复功率。解二9.7最大功率传输讨论正弦电流电路中负载获得最大功率Pmax的条件。(2)若ZL=RL+jXL只允许XL改变电路如图，求（1）RL=5时其消耗的功率；
（2）RL=?能获得最大功率，并求最大功率；
（3）在RL两端并联一电容，问RL和C为多大时能与内
阻抗最佳匹配，并求最大功率。+电路如图，求ZL=?时能获得最大功率，并求最大功率.9.8串联电路的谐振阻抗的轨迹见（P210）的图9-17的（c）图，阻抗的虚部X的随的变化曲线见图9-17的（b）图。谐振角频率：品质因数Q越大，选择性越好，形状越尖锐，对非谐振频率有较强的抑制性。四、实验辨别串联谐振的依据：①输入阻抗最小(输入导纳最大)②(电压不变时)电流与电阻电压最大(一小二大)即：可见，电阻R不影响谐振频率，但影响电感和电容上的电压，当Q》1时，电感和电容上出现过电压，因而电力系统不允许谐振，但电子选频用的是谐振特性。1）功率:谐振时，电路只向外吸收有功功率，不吸收无功功率，但电感吸收无功功率，电容发出无功功率，电感和电容之间进行周期性的磁场能量和电场能量的交换。②谐振曲线：等随频率变化的曲线称为谐振曲线。谐振曲线可见，当Q值越大，选择性越好，如（P214）图9-19，在作题时，注意是否出现谐振。9.9并联谐振（所有公式可利用对偶原理由串联谐振求得）+

-2、品质因数：1、电流特性：由下式可见，电导G不影响谐振频率，但影响电感和电容上的电流的幅值，当品质因数Q》1时，会出现过电流。并联谐振时，L和C的并联部分相当于开路。2、功率和能量的特性：3、频率特性参照串联的谐振曲线，利用对偶原理可求得如下式所示：1、谐振条件如下：当时，不会发生谐振，

当时，发生谐振，

当时，为直流。+

-当很大时，谐振的电感电流和电容电流出现过电流。