電路分析（第4版）課件【ch05】正弦穩(wěn)態(tài)電路

電路分析（第4版）普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材電子電氣基礎(chǔ)課程系列教材正弦穩(wěn)態(tài)電路第五章正弦量的基本概念01一、正弦量的基本概念正弦量的三要素01一、正弦量的基本概念正弦量的三要素01一、正弦量的基本概念正弦量的相位差與參考正弦量02一、正弦量的基本概念正弦量的有效值03可以得出周期電流i的有效值由上式可以看出，周期電流i的有效值，等于它瞬時(shí)值i的平方在一個(gè)周期內(nèi)的積分平均值取平方根。因此，有效值又稱(chēng)均方根值，都是正的實(shí)數(shù)。它是從功率損耗的觀點(diǎn)來(lái)衡量一個(gè)周期電流的大小的，可以看成是一個(gè)與交流電流平均做功能力相等效的直流電流的數(shù)值。一、正弦量的基本概念正弦量的有效值03一、正弦量的基本概念正弦量的有效值03正弦量的相量表示法02二、正弦量的相量表示法復(fù)數(shù)的表示形式及運(yùn)算01二、正弦量的相量表示法復(fù)數(shù)的表示形式及運(yùn)算01二、正弦量的相量表示法復(fù)數(shù)的表示形式及運(yùn)算01二、正弦量的相量表示法正弦量的相量表示02二、正弦量的相量表示法正弦量的相量表示022.同頻率正弦量的運(yùn)算二、正弦量的相量表示法正弦量的相量表示022.同頻率正弦量的運(yùn)算二、正弦量的相量表示法正弦量的相量表示022.同頻率正弦量的運(yùn)算基爾霍夫定律及元件方程的相量形式03三、基爾霍夫定律及元件方程的相量形式基爾霍夫定律的相量形式01三、基爾霍夫定律及元件方程的相量形式元件方程的相量形式02三、基爾霍夫定律及元件方程的相量形式元件方程的相量形式02三、基爾霍夫定律及元件方程的相量形式元件方程的相量形式02三、基爾霍夫定律及元件方程的相量形式元件方程的相量形式02阻抗和導(dǎo)納04四、阻抗和導(dǎo)納阻抗的定義01四、阻抗和導(dǎo)納導(dǎo)納的定義02四、阻抗和導(dǎo)納導(dǎo)納的定義02四、阻抗和導(dǎo)納阻抗與導(dǎo)納的關(guān)系及等效阻抗03四、阻抗和導(dǎo)納阻抗與導(dǎo)納的關(guān)系及等效阻抗03正弦穩(wěn)態(tài)電路分析05五、正弦穩(wěn)態(tài)電路分析相量法01對(duì)應(yīng)直流電阻電路中的電路方程的列寫(xiě)形式，在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，直接變?yōu)橄嗔啃问郊纯?。在相量法中，求含有受控源電路的等效阻抗，以及相量形式的戴維南和諾頓等效電路均為復(fù)數(shù)運(yùn)算。五、正弦穩(wěn)態(tài)電路分析相量圖02電路的相量圖，就是把相關(guān)的電壓、電流相量畫(huà)在復(fù)平面.上組成的圖形。相量圖比較直觀地反映電路中各個(gè)相量之間的關(guān)系，是分析計(jì)算正弦穩(wěn)態(tài)電路的重要輔助手段。通常的做法：以電路并聯(lián)部分的電壓相量為參考，根據(jù)支路的電壓電流關(guān)系，確定各并聯(lián)支路的電流相量與電壓相量的夾角；然后根據(jù)結(jié)點(diǎn)上的KCL方程，用相量平移求和法則，畫(huà)出由各個(gè)支路電流相量組成的多邊形；對(duì)于電路中串聯(lián)部分，則取電流相量為參考，根據(jù)支路的電壓電流關(guān)系確定各串聯(lián)支路的電壓相量與電流相量的夾角，然后根據(jù)回路上的KVL方程，畫(huà)出回路上由電壓相量所組成的多邊形。正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率06六、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率的定義01六、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率的定義01六、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率的定義01六、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率的定義014.無(wú)功功率工程中，定義無(wú)功功率為其量綱也是功率，其單位為了和前面的各個(gè)功率相區(qū)別，采用無(wú)功伏安(var或乏)表示。無(wú)功功率的物理解釋是：能量在電源和負(fù)載的電抗成分之間來(lái)回流動(dòng)的時(shí)間速率，這些成分交替充電和放電，分別導(dǎo)致電源到負(fù)載和負(fù)載到電源的電流流動(dòng)。在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，它并非無(wú)用的功。六、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率的定義01六、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率的定義01六、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率最大功率傳輸02六、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率最大功率傳輸02應(yīng)用07七、應(yīng)用電磁系儀表011.原理與結(jié)構(gòu)圖5-38所示為推斥式電磁系儀表測(cè)量機(jī)構(gòu)原理。1為固定線圈，2為動(dòng)(鐵)片，3為固定在固定線圈上的靜(鐵)片，4為彈簧，5為軸，6為指針，7為讀數(shù)盤(pán)，8為軸承。轉(zhuǎn)動(dòng)指針和動(dòng)鐵片連成一體。當(dāng)儀表接入電路中時(shí)，固定線圈中通交變電流，產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，動(dòng)片與靜片均在電磁場(chǎng)中，同一瞬間，同一方向動(dòng)片和靜片被磁化的極性相同，即靜片的上部為S極、下部為N極，動(dòng)片的上部也為S極、下部也為N極，從而相互排斥而使動(dòng)片轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，從刻度盤(pán)上即可讀出測(cè)量示值。七、應(yīng)用電磁系儀表012.作用力矩與電流的關(guān)系設(shè)線圈的電感為L(zhǎng)，通電流i后磁場(chǎng)有儲(chǔ)能七、應(yīng)用電磁系儀表012.作用力矩與電流的關(guān)系七、應(yīng)用電磁系儀表013.電流表和電壓表由電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)可以直接制成電流表。為了供給足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度，一般采用200~300安匝。而電流表擴(kuò)大量程一般是通過(guò)改變線圈的匝數(shù)實(shí)現(xiàn)的。有時(shí)為了測(cè)量更大的電流，采用電流互感器與之配用。電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)串加電阻可以制成電壓表。量程的擴(kuò)大通過(guò)改變串聯(lián)電阻實(shí)現(xiàn)，但測(cè)量750V以上電壓時(shí)，往往也采用與電流互感器的配用來(lái)實(shí)現(xiàn)。七、應(yīng)用電動(dòng)系儀表021.構(gòu)造和原理圖5-39(a)為空氣心式電動(dòng)系儀表的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5-39(b)為鐵磁式電動(dòng)系儀表的結(jié)構(gòu)示意圖。七、應(yīng)用電動(dòng)系儀表02七、應(yīng)用電動(dòng)系儀表023.電流表與電壓表(1)電流表欲測(cè)量幾十毫安到幾百毫安的電流時(shí)，可以把動(dòng)圈與定圈串聯(lián)起來(lái)，構(gòu)成電流表，如圖5-40(a)所示。七、應(yīng)用電動(dòng)系儀表023.電流表與電壓表(2)電壓表將測(cè)量機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)線圈串聯(lián)后再串聯(lián)不同的電阻分壓，就可以制成多量程電壓表了。為了減小這個(gè)誤差，采用低量程電阻并聯(lián)電容C的方式起到與線圈電感補(bǔ)償?shù)淖饔茫鐖D5-41所示。七、應(yīng)用電動(dòng)系儀表02七、應(yīng)用電動(dòng)系儀表024.電動(dòng)系功率表(2)功率表的接線單相功率表的面板上往往有幾個(gè)電流端鈕，也有幾個(gè)電壓端鈕，電流端鈕處還有“±”或“*”標(biāo)記，電壓端鈕處也有“±”或“*”標(biāo)記。這些標(biāo)記稱(chēng)為發(fā)電機(jī)端鈕。功率表接入電路時(shí)，應(yīng)該讓電流從發(fā)電機(jī)端鈕流向非發(fā)電機(jī)端鈕。當(dāng)發(fā)現(xiàn)指針?lè)崔D(zhuǎn)時(shí)，只能對(duì)調(diào)電流的接線，因?yàn)殡娏魇橇鹘?jīng)動(dòng)圈的。如果對(duì)調(diào)電壓端，會(huì)使電壓都加到附加電阻Rm上，使兩個(gè)電流之間有相位差，導(dǎo)致讀數(shù)誤差。當(dāng)然，現(xiàn)在有的功率表上有對(duì)調(diào)電流的開(kāi)關(guān)，在測(cè)量時(shí)若出現(xiàn)指針?lè)雌?，把電流端鈕換個(gè)位置即可。七、應(yīng)用電動(dòng)系儀表024.電動(dòng)系功率表(3)讀數(shù)功率表的讀數(shù)一般制成P=UHIH時(shí)達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)，其中，UH為儀表的電壓端鈕標(biāo)稱(chēng)值(即額定電壓)，IH為電流端鈕的標(biāo)稱(chēng)值(即額定電流)，但是在測(cè)量時(shí)往往達(dá)不到滿刻度。達(dá)不到滿刻度，說(shuō)明電壓與電流均未達(dá)到