《电路5.6章答疑资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路5.6章答疑资料（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电路第四次答疑电路第四次答疑（五、六章（五、六章 稳态电路的频域分析）稳态电路的频域分析）第五章第五章 正弦电流电路导论正弦电流电路导论1.1.知识要点知识要点电容元件电容元件电感元件电感元件耦合电感元件耦合电感元件基尔霍夫定律和电路基尔霍夫定律和电路元件的相量形式元件的相量形式正弦电路的基本概念正弦电路的基本概念阻抗和导纳阻抗和导纳正弦电流电正弦电流电路导论路导论2.重点、难点解读重点、难点解读2.1 正弦电压和电流的基本概念正弦电压和电流的基本概念2.1.1 基本概念基本概念Um，Im：正弦量的幅值，最大值（振幅、峰值）：正弦量的幅值，最大值（振幅、峰值）U，I：正弦量的有效值：正弦量的有
2、效值 ：正弦量的：正弦量的初相角初相角，即，即t=0时的相位角，它决定正时的相位角，它决定正弦量在零时刻的起始值。弦量在零时刻的起始值。 ：正弦量的：正弦量的角频率角频率，是衡量正弦量变化快慢的量，即，是衡量正弦量变化快慢的量，即每秒变化的弧度数。每秒变化的弧度数。2.1.1 基本概念基本概念单位：弧度单位：弧度/秒秒 （rad/s）注：注：幅值幅值、角频率角频率、初相初相称为正弦量的称为正弦量的三要素三要素。 1 2 = ，则称，则称u1(t) 与与u2(t) 反相反相 u同频率同频率正弦量之间的相位差正弦量之间的相位差 1 20 ，u1(t)在相位上在相位上超前超前于于u2(t) 1 20
3、， u1(t)在相位上在相位上滞后滞后于于u2(t) 1 2=0 ，u1(t) 与与u2(t) 同相同相 2.1.2正弦量的向量表示法正弦量的向量表示法u相量相量 相量是把正弦量的相量是把正弦量的幅值或有效值幅值或有效值与与初相初相集中表示的集中表示的复复数数。相量的本质是复数，用相量表示正弦量的基础是用复。相量的本质是复数，用相量表示正弦量的基础是用复数表示正弦量。数表示正弦量。时域形式：时域形式：相量形式：相量形式：（最大值相量）（最大值相量）（有效值相量）（有效值相量）或或或或u正弦量与相量的互换正弦量与相量的互换正弦量正弦量相量相量正弦量的相量为正弦量的相量为复常数，模复常数，模为对应
4、为对应正弦量的最大值或有效正弦量的最大值或有效值值，幅角幅角为对应的为对应的初相角初相角。已知时间正弦量可唯一确定对应的相量，而已知时间正弦量可唯一确定对应的相量，而相量相量只包含了只包含了正弦量的正弦量的两个两个要素。要素。相量运算与复数运算相同，但必须是相量运算与复数运算相同，但必须是同频率同频率的相量才能进的相量才能进行运算。行运算。正弦量的相量只是用来正弦量的相量只是用来表征表征正弦量的复数，它并正弦量的复数，它并不等不等于正于正弦量，即弦量，即注意：注意：人为地设定初相角人为地设定初相角 的正弦量的正弦量. .u参考正弦量参考正弦量u相量图相量图2.1.2正弦量的向量表示法正弦量的向
5、量表示法在复平面上用以表示正弦量的在复平面上用以表示正弦量的矢量图矢量图，称为相量图。，称为相量图。只有只有同频率同频率的相量才能在同一复平面内作相量图。的相量才能在同一复平面内作相量图。注意：注意：KCLKVL时域形式时域形式 相量形式相量形式2.2 基尔霍夫定律和电路元件的相量形式基尔霍夫定律和电路元件的相量形式2.2.1基尔霍夫定律的相量形式基尔霍夫定律的相量形式2.2.2 二端元件伏安关系的相量形式与相量图二端元件伏安关系的相量形式与相量图u电阻元件电阻元件 时域形式时域形式 相量形式相量形式 相量图相量图有效值关系有效值关系相角关系相角关系u电容元件电容元件 时域形式时域形式 相量形
6、式相量形式 相量图相量图有效值关系有效值关系相角关系相角关系u电感元件电感元件 时域形式时域形式 相量形式相量形式 相量图相量图有效值关系有效值关系相角关系相角关系时域形式时域形式相量形式相量形式VCVSVCCSCCCSCCVSu受控源受控源u耦合电感元件耦合电感元件 相量形式：相量形式：时域形式：时域形式：同向串联同向串联u耦合电感元件耦合电感元件 反向串联反向串联u耦合电感元件耦合电感元件 同向并联同向并联u耦合电感元件耦合电感元件 反向并联反向并联u耦合电感元件耦合电感元件 u耦合电感元件耦合电感元件 互感消去法互感消去法去耦等效电路去耦等效电路单侧同名端连接单侧同名端连接u耦合电感元件
7、耦合电感元件 互感消去法互感消去法去耦等效电路去耦等效电路单侧异名端连接单侧异名端连接耦合系数耦合系数 紧耦合紧耦合松耦合松耦合全耦合全耦合k1k接近接近1k1u耦合电感元件耦合电感元件 （注：端口电流、电压取（注：端口电流、电压取一致参考方向，电流均从一致参考方向，电流均从同名端流入或流出）同名端流入或流出）特征方程：特征方程：n：变比：变比初级匝数初级匝数次级匝数次级匝数u理想变量器理想变量器输入理想变量器的瞬时功率：输入理想变量器的瞬时功率：理想变量器是一个既不储存能量又理想变量器是一个既不储存能量又不消耗能量的理想二端口元件不消耗能量的理想二端口元件 u理想变量器理想变量器理想变量器的
8、阻抗变换理想变量器的阻抗变换u理想变量器理想变量器阻抗的模阻抗的模阻抗角阻抗角N呈电阻性呈电阻性N呈感性呈感性N呈容性呈容性2.2 阻抗与导纳阻抗与导纳2.3.1阻抗阻抗阻抗三角形阻抗三角形R称为等效电阻称为等效电阻 ，X称为等效电抗称为等效电抗（单位：（单位：）2.3.1阻抗阻抗+_RjX电压三角形电压三角形+_+注意：电压三角形与阻抗三角形是相似三角形注意：电压三角形与阻抗三角形是相似三角形2.3.1阻抗阻抗电阻电阻 、电感、电容的阻抗分别为：、电感、电容的阻抗分别为：2.3.1阻抗阻抗G称为等效电导，称为等效电导，B称为等效电纳称为等效电纳导纳三角形导纳三角形（单位：（单位：s）2.3.
9、2导纳导纳+_GjB电流三角形电流三角形2.3.2导纳导纳在一般情况下在一般情况下 2.3.2导纳和阻抗的关系导纳和阻抗的关系第六章第六章 正弦电流电路的分析正弦电流电路的分析1.1.知识要点知识要点正弦稳态电路分析正弦稳态电路分析相量法相量法正弦电流电路中的功率正弦电流电路中的功率RLC串联谐振与并联谐振特性比较串联谐振与并联谐振特性比较正弦电流电正弦电流电路的分析路的分析2.重点、难点解读重点、难点解读2.1正弦稳态电路分析正弦稳态电路分析相量法相量法分析方法分析方法一般步骤一般步骤节点分析法节点分析法1.将时域内的电路模型转化为将时域内的电路模型转化为频域相量频域相量模型：模型：电流、电
10、压用相量表示；电流、电压用相量表示；电阻、电容、电感用对应的阻抗或导纳表示电阻、电容、电感用对应的阻抗或导纳表示2. 根根据据相相量量电电路路模模型型节节后后的的特特点点，选选用用适适合合、简简便便的的分分析析计计算算方方法法，列列出出电电路路相相量量方方程程求求解。解。3. 将将所所求求得得的的电电压压、电电流流相相量量进进行行反反变变换换，即即得所求电压、电流得所求电压、电流的正弦时间函数表达式。的正弦时间函数表达式。回路分析法回路分析法叠加定理叠加定理戴维宁定理戴维宁定理诺顿定理诺顿定理相量图法相量图法支路电流法支路电流法互易定理互易定理特勒根定理特勒根定理2.2正弦电流电路中的功率正弦
11、电流电路中的功率名称名称计算公式计算公式单位单位瞬时功率瞬时功率W有功（平有功（平均）功率均）功率1. 说明：说明： U，I分别为二端网络端口分别为二端网络端口电压与电流有效值；电压与电流有效值； 2. P = 端口处电源提供的平均功率端口处电源提供的平均功率 =网络内部网络内部各电阻消耗各电阻消耗的平均功的平均功 率的总和率的总和W无功功率无功功率Var视在功率视在功率VA复功率复功率VA注意：注意：o瞬时功率是时间的函数，它说明正弦电流电路中能量并瞬时功率是时间的函数，它说明正弦电流电路中能量并非单方向传送。非单方向传送。o平均（有功）功率是常数，表示二端网络实际消耗的功平均（有功）功率是
12、常数，表示二端网络实际消耗的功率，可用功率表测量。率，可用功率表测量。o无功功率表示二端网络与电源之间能量往返交换的最大无功功率表示二端网络与电源之间能量往返交换的最大值，可用无功功率表测量。值，可用无功功率表测量。o视在功率常用于表示电源设备的容量，它既是平均功率视在功率常用于表示电源设备的容量，它既是平均功率的最大值，也是无功功率的最大值。的最大值，也是无功功率的最大值。o复功率是功率分析中的辅助计算量，他可以将平均功率、复功率是功率分析中的辅助计算量，他可以将平均功率、无功功率、视在功率及功率因数角联系起来。无功功率、视在功率及功率因数角联系起来。u最大功率问题最大功率问题负载吸收最大功
13、率的条件为负载吸收最大功率的条件为 最大功率为最大功率为串联谐振串联谐振并联谐振并联谐振电路图电路图谐振谐振频率频率等效阻等效阻抗抗Z Z(j(j ) )Z(j 0)=R最小最小Y(j 0)=G最小最小谐振谐振电流电流 最大最大与电源电压同相位与电源电压同相位最大最大 与电源电流同相位与电源电流同相位uRLCRLC串联谐振与并联谐振特性比较串联谐振与并联谐振特性比较串联谐振串联谐振并联谐振并联谐振突出突出特点特点品质品质因数因数uRLCRLC串联谐振与并联谐振特性比较串联谐振与并联谐振特性比较R0.9511.05Q=50Q=100Q=2000.707R/0 通频带通频带指谐振电路端口等效阻抗指谐振电路端口等效阻抗 大于等大于等于于0.707乘以乘以 时所对应的频率区间宽度。时所对应的频率区间宽度。 Q 越大，曲线越尖锐，越大，曲线越尖锐，选择性越好。选择性越好。Q 越大，通频带越越大，通频带越窄，波形越容易失窄，波形越容易失真。真。
