页数：48页文件大小：552.9 KB来源： 电路分析ppt课件
本课件用相量法分析正弦稳态响应：先引入阻抗与导纳并给出相量图，再讨论瞬时功率、平均功率、无功功率、视在功率与功率因数提高，随后讲复功率与最大功率传输，最后分析串联谐振与并联谐振的条件与特点。
第九章正弦稳态电路的分析
本章用相量法分析线性电路的正弦稳态响应。
首先，引入阻抗、导纳的概念和电路的相量图。
其次，将通过实例介绍电路方程的相量形式和线性电路定理的相量描述和应用，介绍正弦电流电路的瞬时功率、平均功率、无功功率、视在功率和复功率，以及最大功率的传输问题。
最后，介绍电路的谐振现象和电路的频率响应。
阻抗和导纳
RLC一、阻抗1C相量法：ω令：ω电抗复阻抗复阻抗复阻抗的模阻抗角。
复阻抗线性无独立源UI相量形式欧姆定律φ给出了电压与电流有效值之间的关系φ给出了电压相位与电流相位之间的关系注意：Z只是一个复数，不是相量。
因为Z没有对应的正弦。
阻抗角φ与ψ、ψ不同。
φ：电压与电流的相位差。
φ由电路的结构和参数决定。
注意：、XL，电压相位超前电流相位，电路呈感性。
XL电压相位滞后电流相位电路呈容性。
IURUL、阻抗三角形φ阻抗不是相量，不能画箭头。
UUXUR、XL，电压电流同相位，电路呈阻性。
电压三角形与阻抗三角形为相似三角形。
例题：RLC串联求电流
本页以电路图与公式推导为主，属「阻抗和导纳」一节，文字要点较少，建议对照原课件图片补充本页说明。
二、导纳IIRIL复导纳ω、BL电路呈感性。
BL电路呈容性。
BL电路呈阻性。
φ容纳感纳电纳导纳角负阻抗角电流三角形φ线性无独立源。
三、复阻抗与复导纳的等值变换线性无独立源UIZ若：X则：BY同理：2G注意：这种等值变换是有条件的变换后电导或电阻已变成与频率有关的量，而电纳或电抗也不是与频率成正比或反比的关系。
因此，只有在某一固定频率下等值变换才是正确的。
阻抗导纳的串联和并联
相量图例：已知5Ω。
求：各支路电压、电流。
定性相量图。
例题1：阻抗串并联计算
本页以电路图与公式推导为主，属「阻抗导纳的串联和并联」一节，文字要点较少，建议对照原课件图片补充本页说明。
例题2：求U与I
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例题3：求等效阻抗Z
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例题4：求输入阻抗Z
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正弦稳态电路的功率
u设ω一、瞬时功率p可见：时网络N吸收功率，时网络N释放功率。
在一个循环内的部分大于的部分，因此，平均来看网络N仍是吸收功率的。
瞬时功率UI为p中不可逆的分量，即：被消耗掉的功率。
平均值为UI。
为p中的可逆分量，只进行能量交换而不被消耗掉。
平均值为。
二、平均功率有功功率UI—阻抗角φ—功率因数XRIUU有功功率平均功率电路中电阻上消耗的总功率。
有功功率总为正。
单位为瓦、千瓦。
三、无功功率UI无功功率是指无源一端口网络与电源之间进行储能交换的最大值。
用Q来表示。
UI感性电路：φ，电感“消耗”无功功率。
Q有正、有负容性电路：φ，电容“产生”无功功率。
四、视在功率表观功率UI视在功率一般指电力设备的容量，是设备可以向电路提供的最大有功功率。
视在功率的单位为伏安VA、千伏安KVA。
φ功率三角形注意：…可见：电压三角形、阻抗三角形和功率三角形为相似三角形。
例题1：求R与L
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例题2：求Z1与功率因数
例：1Z已知US电源发出的平均功率0.1W整个网络的功率因数φ且与吸收的平均功率相等的功率因数φ感性。
求、解感性±、串联，吸收的平均功率相等。
五、功率因数的提高问题的提出、U一定φ导线损耗大。
φ、φ太低，不能充分利用电源的容量。
如：一台发电机10000K若负载的φ时：10000K若负载的φ时：6000K不能改变负载上的电压、电流和有功功率。
功率因数提高的条件。
提高功率因数的方法1R方法在负载上并联电容。
并电阻也可以，但耗能。
理论上讲φ可以为，实际做不到。
提高功率因数是针对整个供电系统而言，负载本身的物理量没有变化。
例题：功率因数提高计算
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提高功率因数的计算公式。
复功率
φ令UI复功率注意：复功率不是正弦量，也没有实际意义。
只是为了直接应用由相量法计算出来的电压相量和电流相量计算和表达有功功率、无功功率和视在功率三个功率的一种数学写法。
最大功率传输
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正弦稳态电路的分析
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例题1：正弦稳态电路分析
续例方法一结点电压法2U解出VU方法二利用叠加定理。
方法三利用戴维宁定理。
例题2：求戴维宁等效
例：ISU已知IS求图示电路的戴维宁等效电路c解、求开路电压方法一列结点电压方程。
方法二利用电压源于电流源的等效变换。
求等效阻抗ISU方法一电压电流法UII方法二求短路电流1I可解出。
串联电路的谐振
谐振是正弦电流电路在特定条件下所产生的一种特殊物理现象。
谐振含有L和C的电路在一定频率下呈现电阻性时称为谐振。
一、谐振条件XLUIU时XL电路呈感性；。
ω时XL电路呈容性；。
谐振条件XL谐振角频率LC谐振频率仅取决于、C与、R无关。
即任意给定、C的参数，总可以找到一个频率使得电路工作在这个频率时发生串联谐振。
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三、串联谐振电路的谐振曲线和选择性ω幅频特性ω谐振曲线谐振曲线表明，串联谐振时电路对不同频率的信号有不同的响应，具有“选择性”。
φ相频特性频率特性。
归一化”谐振曲线UR电压相对抑制比令ω频率相对变化量URU幅频特性UUR幅频特性表明电压相对抑制比只与Q有关，Q是决定该函数的唯一参数。
C不同，但Q相同的电路其选择性是一致的。
通用谐振曲线。
通频带UUR可解出2Q通频带BW可见Q值大，通频带窄，选择性就好。
相频特性。
例题：串联谐振电路计算
本页以电路图与公式推导为主，属「串联电路的谐振」一节，文字要点较少，建议对照原课件图片补充本页说明。
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并联谐振电路
谐振条件BL谐振时为最小为最大。
IR所以又叫电流谐振相当于断路。
IL谐振曲线可以参照对偶关系按串联谐振曲线获得。
二、实际并联谐振电路1I谐振时BC当1C即CL电路发生并联谐振。
当1C即CL电路不发生并联谐振。
谐振时的输入导纳为。
例题1：求谐振角频率
例1L求：图示电路的谐振角频率。
解ω、当ω时2C发生串联谐振。
→、当ω时电路发生并联谐振。
例题2：求电流表读数
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并联谐振电路例题3
例：US已知当时求？。
USI解0L电路发生并联谐振ω电路发生串联谐振。
例题4：并联谐振求解
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本章小结
正弦稳态电路的分析应用相量法。
通过引入相量法，建立了阻抗和导纳的概念，给出了KCL、KVL和欧姆定律的相量形式，由于它们与直流电路分析中所用的同一公式在形式上完全相同，因此能够把分析直流电路的方法、原理、定律，例如，网孔法回路法、结点法、叠加定理、戴维宁定理、等效电源定理等等直接应用于分析正弦电路的相量模型，其区别仅在于不直接引用电压电流的瞬时表达式来表征各种关系，而是用对应的相量形式来表征各种关系；。
响应的运算不是代数运算，而是复数运算。
引入一些新的概念，如平均功率、无功功率、视在功率、复功率最大功率传输、谐振等。
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