第二章《正弦電路分析(2-5-6)-(1)》資料

1.阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)Z1Z2iZ1Z22-5溝通電路的分析方法Z1Z2iZ1Z2Y1、Y2

---導(dǎo)納Y1Y21、據(jù)原電路圖畫出相量模型圖（電路結(jié)構(gòu)不變）2、依據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖2.一般正弦溝通電路的分析方法3、用復(fù)數(shù)符號法或相量圖求解4、將結(jié)果變換成要求的形式例1下圖中已知：I1=10A、UAB=100V，求：A

、UO

的讀數(shù)解題方法有兩種：1.利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運算2.利用相量圖求結(jié)果AAB

C25UOC1解法1:利用復(fù)數(shù)進(jìn)行相量運算已知：I1=10A、

UAB=100V，則：A讀數(shù)為10安求：A、UO的讀數(shù)即：設(shè)：為參考相量，AAB

C25UOC1UO讀數(shù)為141伏求：A、UO的讀數(shù)已知：I1=10A、

UAB=100V，AAB

C25UOC1解法2:利用相量圖求解設(shè)：由已知條件得：、領(lǐng)先90°45°落后于I=10A、UO=141V由圖得：求：A、UO的讀數(shù)已知：I1=10A、UAB=100V，UC1=IXC1=100VuC1落后于

i

90°45°AAB

C25UOC1例2已知：R1、R2、L、C求：各支路電流的大小LC相量模型原始電路LC解法一結(jié)點電位法已知參數(shù)：節(jié)點方程A由結(jié)點電位便求出各支路電流：解法二：疊加原理+R1R2R1R2解法三：戴維寧定理求、BAZ問題的提出：日常生活中很多負(fù)載為感性的，其等效電路及相量關(guān)系如下圖。

uiRLCOSI當(dāng)U、P

一定時，希望將COS提高P=PR=UICOS其中消耗的有功功率為：3.功率因數(shù)的提高負(fù)載iu說明：

由負(fù)載性質(zhì)決定。與電路的參數(shù)和頻率有關(guān)，與電路的電壓、電流無關(guān)。功率因數(shù)和電路參數(shù)的關(guān)系RZ例40W白熾燈40W日光燈發(fā)電與供電設(shè)備的容量要求較大

供電局一般要求用戶的

，否則受處罰。

純電阻電路R-L-C串聯(lián)電路純電感電路或純電容電路電動機(jī)空載滿載

日光燈

（R-L-C串聯(lián)電路）常用電路的功率因數(shù)提高功率因數(shù)的原則：必需保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。提高功率因數(shù)的措施:uiRL并電容C并聯(lián)電容值的計算uiRLC

設(shè)原電路的功率因數(shù)為cosL，要求補償?shù)絚os須并聯(lián)多大電容？（設(shè)U、P

為已知）分析依據(jù)：補償前后P、U不變。由相量圖可知：iuRLC呈電容性。呈電感性問題與討論功率因數(shù)補償?shù)绞裁闯潭龋坷碚撋峡梢匝a償成以下三種狀況:功率因素補償問題（一）呈電阻性結(jié)論：在角相同的情況下，補償成容性要求使用的電容容量更大，經(jīng)濟(jì)上不合算，所以一般工作在欠補償狀態(tài)。感性（較?。┤菪裕ㄝ^大）C

較大功率因數(shù)補償成感性好，還是容性好？

一般情況下很難做到完全補償（即：）過補償欠補償功率因素補償問題（二）并聯(lián)電容補償后，總電路（R-L//C）的有功功率是否變更了？問題與討論R

定性說明：電路中電阻沒有變，所以消耗的功率也不變。<<通過計算可知總功率不變。I、其中功率因素補償問題（三）提高功率因數(shù)除并電容外，用其他方法行不行？補償后RL串電容行否補償前RLC問題與討論串電容功率因數(shù)可以提高，甚至可以補償?shù)?，但不行以這樣做！緣由是：在外加電壓不變的狀況下，負(fù)載得不到所需的額定工作電壓。同樣，電路中串、并電感或電阻也不能用于功率因數(shù)的提高。其請自行分析。RLC概念：網(wǎng)絡(luò)的頻率特性是探討正弦溝通電路中電壓、電流隨頻率變更的關(guān)系（即頻域分析）。網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)：2-6諧振現(xiàn)象與溝通頻率特性含有電感和電容的電路，假如無功功率得到完全補償，使電路的功率因數(shù)等于1，即：u、i同相，便稱此電路處于諧振狀態(tài)。諧振串聯(lián)諧振：L

與C

串聯(lián)時u、i

同相并聯(lián)諧振：L

與C

并聯(lián)時u、i

同相諧振電路在無線電工程、電子測量技術(shù)等很多電路中應(yīng)用特別廣泛。諧振概念：串聯(lián)諧振的條件RLC串聯(lián)諧振電路、同相若令：則：諧振串聯(lián)諧振的條件是：1.串聯(lián)諧振諧振頻率：

串聯(lián)諧振的特點U、I

同相當(dāng)時當(dāng)電源電壓一定時：UC、UL將大于電源電壓U注：串聯(lián)諧振也被稱為電壓諧振當(dāng)時，諧振時：、品質(zhì)因素---Q

值

定義：電路處于串聯(lián)諧振時，電感或電容上的電壓和總電壓之比。諧振時:在諧振狀態(tài)下,若R>XL、R>XC，Q

則體現(xiàn)了電容或電感上電壓比電源電壓高出的倍數(shù)。串聯(lián)諧振特性曲線I諧振電流諧振頻率下限截止頻率上限截止頻率通頻帶關(guān)于諧振曲線的探討(a)不變，變化。(b)不變，

變化。(c)不變，變化。不變，諧振曲線探討（之一）結(jié)論：R的變化引起變化

R愈大愈?。ㄟx擇性差）

R愈小愈大（選擇性好）R小R大不變，變化。（1）不變

即LC不變R改變改變（2）分析：（1）不變即U、R不變（2）改變結(jié)論：LC的變化引起變化

L變小或C變小變大

L變大或C變大變小

諧振曲線分析（之二）不變，

變化。

諧振曲線分析（之三）結(jié)論：Q愈大，帶寬愈小，曲線愈尖銳。

Q愈小，帶寬愈大，曲線愈平坦。分析：不變，不變（LC）、R

不變，如何改變或？可以證明：可見與Q

相關(guān)。不變，

變化。不變，串聯(lián)諧振時的阻抗特性容性感性收音機(jī)接收電路接收天線與C

：組成諧振電路將選擇的信號送接收電路串聯(lián)諧振應(yīng)用舉例

組成諧振電路，選出所需的電臺。

為來自3個不同電臺（不同頻率）的電動勢信號；已知：解：如果要收聽節(jié)目，C應(yīng)配多大？問題（一）：結(jié)論：當(dāng)C調(diào)到150pF時，可收聽到

的節(jié)目。

問題（二）：信號在電路中產(chǎn)生的電流有多大？在C

上產(chǎn)生的電壓是多少？已知：解答：所希望的信號被放大了64倍。當(dāng)時領(lǐng)先于(容性)諧振當(dāng)時志向狀況：純電感和純電容并聯(lián)。當(dāng)時落后于(感性)并聯(lián)諧振或志向狀況下并聯(lián)諧振條件非志向狀況下的并聯(lián)諧振同相時則諧振虛部實部則、同相虛部=0。諧振條件：由上式虛部并聯(lián)諧振頻率得：或當(dāng)時并聯(lián)諧振的特點同相。、

電路的總阻抗最大。定性分析:Z理想情況下諧振時：總阻抗：得：代入并聯(lián)諧振電路總阻抗的大小諧振時虛部為零,即:什么性質(zhì)?并聯(lián)諧振電路總阻抗：當(dāng)時所以，純電感和純電容并聯(lián)諧振時，相當(dāng)于斷路。外加電壓一定時，總電流最小。Z外加恒流源

時，輸出電壓最大。并聯(lián)支路中的電流可能比總電流大。支路電流可能大于總電流電流諧振則若品質(zhì)因素--Q:Q為支路電流和總電流之比。當(dāng)時,并聯(lián)諧振特性曲線容性感性思考為什么？替代后，在諧振頻率下放大倍數(shù)將提高。該種頻率的信號得到較好的放大，起到選頻作用。并聯(lián)諧振應(yīng)用舉例消退噪聲諧振濾波器：利用諧振進(jìn)行選頻、濾波令濾波器工作在噪聲頻率下，即可消除噪聲。---信號源---噪聲源已知：接收網(wǎng)絡(luò)諧振濾波器提取信號接收網(wǎng)絡(luò)諧振濾波器令濾波器工作在頻率下，信號即可順利地到達(dá)接收網(wǎng)絡(luò)。---信號源---噪聲源已知：分析（一）：抑制噪聲信號被濾掉了令：消退噪聲提取信號接收網(wǎng)絡(luò)諧振濾波器分析（二）：提取信號接收網(wǎng)絡(luò)諧振濾波器則信號全部降落在接收網(wǎng)絡(luò)上。若在下諧振濾波器接收網(wǎng)絡(luò)如果，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)如何設(shè)計？?思索題：用上頁類似的形式，設(shè)計消退噪聲、提取信號的電路。2.電路的頻率特性（一）低通濾波器（二）高通濾波器（三）帶通濾波器（四）帶阻濾波器網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)：濾掉輸入信號的高頻成分，通過低頻成分。（一）低通濾波器低通濾波器的傳遞函數(shù)---幅頻特性：輸出與輸入有效值之比與頻率的關(guān)系。其中：相頻特性：輸出與輸入相位差與頻率的關(guān)系。---相頻特性幅頻特性低通濾波器的頻率特性100~：帶寬：截止頻率分貝數(shù)定義：半功率點：當(dāng)時，幅頻特性上時，叫3分貝點或半功率點。1三分貝點濾掉輸入信號的低頻成分，通過高頻成分。高通濾波器的傳遞函數(shù)（二）高通濾波器高通濾波器的頻率特性幅頻特性相頻特性1RC

串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)RRRCRC令：則：（三）帶通濾波器幅頻特性雙T網(wǎng)絡(luò)RRR2CC2C1（四）帶阻濾波器傳遞函數(shù)典型的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)低通高通帶通帶阻電路舉例整流濾波低通+DCR_濾波器應(yīng)用舉例（之一）高通uAuBABABRL濾波器應(yīng)用舉例（之二）濾波器應(yīng)用舉例（之三）帶通濾波器應(yīng)用舉例（之四）工頻噪聲被去除帶阻心電放大器50Hz帶阻濾波器關(guān)于濾波器質(zhì)量的評價以低通濾波器為例:希望：通頻帶內(nèi)盡可能平坦，過渡帶盡可能窄。通頻帶阻帶過渡帶3分貝點改進(jìn)方法舉例（二階電路）（一階電路）（有源濾波器）-+例1、移相電路RR1RC已知：當(dāng)R1由0變化時，的有效值不變，和之間的相位差由變化180o

0o證明：正弦溝通電路綜合舉例解法1已知：復(fù)數(shù)運算RR1RC解：當(dāng)：R1=0時=180oR1=

時=0°解法2畫相量圖已知：當(dāng)：R1=0時=180°R1=

時=0°（