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1、1,正弦稳态电路小结 基本概念,正弦量与相量 正弦量:三要素、相位差、有效值。相量:是复数、矢量;用来表示正弦量,并取用了正弦量的两个要素。复数:代数式、三角式、指数式,可进行代数运算或几何运算。正弦量与相量:是变换关系,一一对应的关系。相量分析法:建立在同频率的基础上,将正弦量运算变成复数运算。,2,正弦稳态电路小结 基本概念,阻抗与导纳 阻抗的定义:无源网络的总电压相量与总电流相量之比。阻抗的形式:代数式,指数式,极坐标式。导纳的定义:无源网络的总电流相量与总电压相量之比。导纳的形式:代数式,指数式,极坐标式。阻抗与导纳的关系:互为倒数Z=1/Y。也是对偶元件。两种电路模型:阻抗为串联模型
2、,导纳为并联模型,可互相转换。阻抗与导纳是频率的函数。,3,正弦稳态电路小结 基本概念,电路定律 欧姆定律 形式一:R:电流与电压同相位。L:电流滞后电压90 C:电流超前电压90 形式二:R:电流与电压同相位。L:电流滞后电压90 C:电流超前电压90 基尔霍夫定律 KCL:KVL:,4,正弦稳态电路小结 基本概念,电路的类型 感性电路:无源网络的总电流滞后总电压。阻抗角为正。阻抗的虚部为正或导纳的虚部为负。无功功率为正。容性电路:无源网络的总电流超前总电压。阻抗角为负。阻抗的虚部为负或导纳的虚部为正。无功功率为负。阻性(谐振)电路:无源网络的总电流与总电压同相。阻抗角为零。阻抗的虚部为零或
3、导纳的虚部为零。,5,正弦稳态电路小结 基本概念,五个三角形 阻抗三角形:R、X、|Z|、的关系 导纳三角形:G、B、|Y|、的关系 电压三角形:R与X串联电路中UR、UX、U、的关系 电流三角形:R与X并联电路中IR、IB、I、的关系 功率三角形:无源网络中P、Q、S、的关系 对同一电路,五个三角形是相似三角形。,6,正弦稳态电路小结 基本概念,五种功率 瞬时功率:p=ui是t的函数,p0消耗功率,p0产生功率。平均(有功)功率:P=UIcos 表示网络实际消耗的功率。无功功率:P=UIsin 表示网络储能与外电源交换能量的最大速率。视在功率:S=UI 表示电气设备容量的大小。复功率:P、Q
4、、S联系起来。有功功率守恒、无功功率守恒、复功率守恒,视在功率不守恒。,7,正弦稳态电路小结 基本概念,功率的应用 单个元件 R:消耗功率P=I2R或U2/R,但无功功率Q=0 L:不消耗功率,无功功率Q=I2XL或Q=U2/XL,Q0 C:不消耗功率,无功功率Q=-I2XC或Q=-U2/XC,Q0 功率因数的提高:用电容进行无功功率补偿。应用在电力系统。最大功率传输:使负载获得最大功率的条件。应用在通信系统。,8,基本计算方法,简单电路的计算 解析法:阻抗串-并联、分压分流公式,欧姆定律、基尔霍夫定律、五个三角形等。相量图分析法:先画出电路的相量图,根据图中的几何关系计算。复杂电路的计算 用
5、电阻电路的分析方法,如网孔法、节点法、叠加定理、戴维南定理、电桥电路和对称电路、Y-变换、电源变换等。功率的计算 用定义计算;用功率守恒计算。功率因数的提高中电容C的计算:用功率三角形、无功功率补偿计算。最大功率传输计算:共轭匹配、有条件的匹配。,9,四个基本电路,RLC串联电路 伏安关系:相量图:串联电路以电流为参考相量。,10,四个基本电路,RLC并联电路 伏安关系:相量图:并联电路以电压为参考相量。,11,四个基本电路,C与RL并联电路 伏安关系:相量图:以电压为参考相量。,12,四个基本电路,RC与RL并联电路 伏安关系:相量图:以电压为参考相量。,13,几种特殊电路的计算,相量图分析
6、法对于一些简单的串并联电路,特别是电路参数未知、只给电量的模或角度。往往先画出相量图,再根据图形的几何关系求解。并不是任何电路都适合用相量图求解的,有的电路的相量图就不容易画出来。对称三相电路特殊的电源:三相电源由三个振幅、频率相同,而相位相差120的正弦交流电源组成供电系统。特殊的负载:三相负载由ZA,ZB,ZC三部分组成,每一部分称一相负载。特殊的连接方式:三相电源和三相负载以Y形或形两种方式连接。特殊的计算方法:对称三相电路采用抽出一相计算法。一般系统可先转换成Y-Y系统,再抽出一相计算。,14,几种特殊电路的计算,耦合电感电路先考虑用去耦等效电路法,再考虑用网孔分析法。空心变压器采用反
7、映阻抗法。耦合电感上的伏安关系式与其同名端位置有关,与其上的电压、电流的参考方向有关。认识这一点是正确列写方程或正确画出去耦等效电路的关键。由于耦合电感上的电压是自感电压和互感电压之和,因此,列方程分析这类电路时,如不做去耦等效,则多采用网孔法,不宜直接应用节点法。应用戴维南定理分析时,应注意负载与有源网络内部不存在耦合关系。,15,几种特殊电路的计算,理想变压器电路理想变压器与空心变压器的区别与联系。理想变压器的三大作用。理想变压器是既不消耗能量又不贮藏能量的特殊电路元件。理想变压器的伏安关系式是代数式。含理想变压器电路的分析方法有三种:简单电路采用等效电路法(折合阻抗法),即一次侧等效电路和二次侧等效电路。复杂电路(多于两个回路)采用列方程法,即回路法或节点法。特殊理想变压器分析:带抽头的变压器、多绕组变压器和自耦变压器。,16,几种特殊电路的计算,谐振电路串联谐振和并联谐振的定义、特点。LC串联谐振相当于短路;LC并联谐振相当于开路。品质因数Q值与电压、电流、通频带的关系。线圈与电容并联组成谐振电路的分析,线圈电流、电容电流和总电流组成直角三角形。多频率电路与频率响应多频率信号的有效值和平均功率的计算。多频率电路的计算:相量法和叠加定理。频率响应的意义、研究方法。高通、低通、带通网络的特点。,