文本描述
第9章 正弦稳态电路的分析
2. 正弦稳态电路的分析;
3. 正弦稳态电路的功率分析;
重点:
1. 阻抗和导纳;
9.1 阻抗和导纳
1. 阻抗
正弦稳态情况下
阻抗模
阻抗角
欧姆定律的相量形式
当无源网络内为单个元件时有:
Z 可以是实数,也可以是虚数。
2. RLC串联电路
KVL:
Z — 复阻抗;|Z| —复阻抗的模;?z —阻抗角; R —电阻(阻抗的实部);X—电抗(阻抗的虚部)。
转换关系:
或
阻抗三角形
分析 R、L、C 串联电路得出:
(1)Z=R+j(wL-1/wC)=|Z|∠jz 为复数,称复阻抗
(2)wL > 1/wC ,X>0, j z>0,电路为感性,
电压超前电流。
相量图:一般选电流为参考向量,
电压三角形
(3)wL<1/wC, X<0, jz <0,电路为容性,
电压落后电流。
(4)wL=1/wC ,X=0, j z=0,电路为电阻性,
电压与电流同相。
例
已知:R=15?, L=0.3mH, C=0.2?F,
求 i, uR , uL , uC .
解
画出相量模型
则
UL=8.42>U=5,分电压大于总电压。
相量图
3.导纳
正弦稳态情况下
导纳模
导纳角
对同一二端网络:
当无源网络内为单个元件时有:
Y 可以是实数,也可以是虚数。
4. RLC并联电路
由KCL:
Y—复导纳;|Y| —复导纳的模;?y—导纳角;
G —电导(导纳的实部);B —电纳(导纳的虚部);
转换关系:
或
导纳三角形
(1)Y=G+j(wC-1/wL)=|Y|∠jy为复数,称复导纳;
(2)wC >1/wL,B>0,?y>0,电路为容性,
电流超前电压。
相量图:选电压为参考向量,
分析 R、L、C 并联电路得出:
RLC并联电路会出现分电流大于总电流的现象
(3)wC<1/wL,B<0,?y<0,电路为感性,
电流落后电压;
(4)wC=1/wL,B=0,j y =0,电路为电阻性,
电流与电压同相。
5. 复阻抗和复导纳的等效互换
一般情况G?1/R ,B?1/X。若Z为感性,X>0,则 B<0,即仍为感性。
同样,若由Y变为Z,则有:
例
RL串联电路如图,求在?=106rad/s时的等效并联电路。
解
RL串联电路的阻抗为:
一端口N0的阻抗或导纳是由其内部的参数、结构和正弦电源的频率决定的,在一般情况下,其每一部分都是频率的函数,随频率而变;
一端口N0中如不含受控源,则有
或
但有受控源时,可能会出现
或
其实部将为负值,其等效电路要设定受控源来表示实部;
一端口N0的两种参数Z和Y具有同等效用,彼此可以等效互换,其极坐标形式表示的互换条件为
9.2 阻抗(导纳)的串联和并联
1、阻抗的串联
2、导纳的并联
两个阻抗Z1、Z2的并联等效阻抗为:
例1
求图示电路的等效阻抗, ?=105rad/s 。
解
感抗和容抗为: