《正弦穩(wěn)態(tài)電路》PPT課件.ppt

1,第 二十一 講,2,第八章 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析,8-1 變換方法的概念 8-2 復(fù)數(shù) 8-3 振幅相量 8-4 基爾霍夫定律的相量形式 8-5 三種基本電路元件VCR的相量形式 8-6 VCR相量形式的統(tǒng)阻抗和導(dǎo)納的引入,3,第八章 正弦穩(wěn)態(tài)電路分析,8-7 正弦穩(wěn)態(tài)電路與電阻電路分析方法的類(lèi)比 8-8 正弦穩(wěn)態(tài)混聯(lián)電路的分析 8-9 相量模型的網(wǎng)孔分析和節(jié)點(diǎn)分析 8-10 相量模型的等效 8-11 有效值 有效值相量 8-12 兩類(lèi)特殊問(wèn)題 相量圖法,4,本章教學(xué)要求,1、熟悉復(fù)數(shù)及其運(yùn)算； 2、熟悉正弦量的描述，正弦量的三要素； 3、熟練掌握正弦量的振幅相量形式； 4、熟練掌握基爾霍夫定律和基本電路元件VCR的相量形式 ； 5、熟練掌握阻抗和導(dǎo)納的概念及電路的相量模型； 6、熟練掌握正弦電路的相量分析法及等效變換，熟練掌握相量圖； 7、熟練掌握正弦量有效值的概念及有效值相量。,5,本次課教學(xué)要求,1、掌握單口網(wǎng)絡(luò)相量模型的等效變換； 2、熟練掌握正弦電量有效值的概念及正弦穩(wěn)態(tài)電路的有效值相量分析法； 3、熟練掌握正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量圖分析法； 4、對(duì)正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量分析法進(jìn)行總結(jié)，加深理解。,重點(diǎn) 正弦電量有效值的概念及正弦穩(wěn)態(tài)電路的有效值相量分析法； 正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量圖分析法。,難點(diǎn) 復(fù)雜電路的定量分析。,6,8.10 相量模型的等效,1、單口網(wǎng)絡(luò)的Z和Y,圖（a）所示為單口網(wǎng)絡(luò)N0，該網(wǎng)絡(luò)不含獨(dú)立電源，則其VCR為：,圖（a）,Z為單口網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗，即等效阻抗。,（8-54）,（8-55）,7,從（2）式可知，單口網(wǎng)絡(luò)等效為由R和jX串聯(lián)相量模型，如圖（b）所示。,圖（b）,單口網(wǎng)絡(luò)N0的VCR也可表示為：,（8-56）,Y為單口網(wǎng)絡(luò)的輸入導(dǎo)納,圖（c）,（8-57）,從（8-57）式可知，單口網(wǎng)絡(luò)可等效為由G和jB并聯(lián)的等效相量模型，如圖（c）所示。,8,2、Z和Y的關(guān)系,說(shuō)明： R與G，X與B并非倒數(shù)關(guān)系； X、B均為的函數(shù)。,通過(guò)Z和Y的關(guān)系轉(zhuǎn)化可得：,Z=1/Y,9,例8.18 RLC混聯(lián)電路,簡(jiǎn)化相量模型,相量模型,串聯(lián)模型,并聯(lián)模型,當(dāng)X0時(shí)，電路為感性；,當(dāng)X0時(shí)，電路為容性。,當(dāng)B0時(shí)，電路為容性；當(dāng)B0時(shí)，電路為感性。,思考題：電路的性質(zhì)與頻率有何關(guān)系？,10,8.11 有效值 有效值相量,1、有效值的定義,（1） 定義：在一個(gè)周期內(nèi)，直流電流I作的功與周期電流i作的功相等，則稱(chēng)I為i的有效值。即,同理：,11,（2）正弦電壓、電流的有效值,設(shè),利用有效值定義,同理，,結(jié)論：正弦波的有效值為其振幅的 。,可推導(dǎo)出,12,2. 有效值相量,設(shè),則其振幅相量可表示為：,所以定義正弦電壓有效值相量為：,相互關(guān)系,13,8.12 相量圖法,相量圖法：用相量圖分析電路的方法。,優(yōu)點(diǎn)：,（1）用相量圖分析電路比較直觀；,（2）用相量圖分析電路比較簡(jiǎn)便。,一般說(shuō)來(lái)：,下面舉例對(duì)照說(shuō)明：,14,例 1,RC 移相電路,以 為參考相量,移相范圍090,移相范圍0180 UAB大小不變,15,例 2,求圖中R為何值時(shí)，電壓 最大？,可見(jiàn)，UAB通過(guò)圓心時(shí)其值最大。故兩個(gè)電壓三角形全等，由于阻抗三角形與電壓三角形相似，有：,6,8,12,此角為：,此角為：,R,16,例 3,方法一： 解析法,解：根據(jù)題意可列方程：,如圖所示電路中，調(diào)整R和C，使它們的阻抗為5000，電源頻率為1000Hz。 (1)試求出使 和 之間產(chǎn)生存30相位差的R及C值。 (2)相對(duì)于電壓 而言。 是滯后還是超前？,解得：C=0.037F, R=2.5k,從相量圖可知： 滯后 30,17,例 3,方法二： 相量圖法,解：畫(huà)出相量圖，即電壓三角形：,如圖所示電路中，調(diào)整R和C，使它們的阻抗為5000，電源頻率為1000Hz。 (1)試求出使 和 之間產(chǎn)生存30相位差的R及C值。 (2)相對(duì)于電壓 而言。 是滯后還是超前？,由上圖可得： R=2.5k，,阻抗三角形,18,例 4,方法一： 解析法,解：為使K合上前后總電流不變，令K合上前后的阻抗模不變即可。,如圖所示電路中，調(diào)整C，使開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)和閉合時(shí)，流過(guò)電流表的讀數(shù)保持不變，試求電容C的值（f =50Hz)。,解得：C = 0.00159F,19,例 4,方法二： 相量圖法,根據(jù)題意，I 和 IC 兩條邊相等。 可以證明，三個(gè)電流構(gòu)成等邊三角形。,解：畫(huà)出相量圖：以 為參考相量。,20,例 5,解：畫(huà)出相量圖：以 為參考相量。,圖示電路中，試改變N點(diǎn)的位置，使電壓表的讀數(shù)最小。求： (1)電壓表讀數(shù)最小為多少？ (2)電壓表讀數(shù)最小時(shí)，RDN為多少？,當(dāng)N改變時(shí)， N點(diǎn)在DB線(xiàn) 上移動(dòng)。,電壓表的讀數(shù)為：,當(dāng)此線(xiàn)與紅 線(xiàn)垂直時(shí)， AN距離最短,下一節(jié),21,例 6,解一：,解得：,圖示電路中，uS=2 sintV, =1000 rad/s, 求電流 iL.,網(wǎng)孔法：,此題還可以用 戴維南定理求解 請(qǐng)同學(xué)們自己做一做！,22,例 7,解：用戴維南定理求， 只要開(kāi)路電壓為零，即,圖示電路中，已知： ，若電流 ，試求電壓源,23,例 8,證：運(yùn)用諾頓定理證明，先 求出諾頓等效電路，Z支路為負(fù)載。令等效阻抗，則 I 恒定不變。,圖示電