电路(第五版). 邱关源原著 电路教案 第9章

《电路(第五版). 邱关源原著 电路教案 第9章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第9章正弦稳态电路分析l本章重点1、阻抗和导纳的概念及电路阻抗的计算；2、相量法分析计算电路；3、平均功率、无功功率、视在功率及复功率的理解；4、最大功率；5、谐振的条件及特点的理解。l本章难点1、相量图求解电路；2、提高功率因数的计算；3、含有谐振电路的计算。l教学方法本章是正弦稳态电路分析的重要内容，通过举例较详细地讲述了相量法的解析方法和几何方法；对阻抗和导纳的概念、如何求解及两者间的关系也要详细讲解；对正弦稳态电路有关功率的概念、公式以及所代表的含义要讲解透彻，通过例题讲清楚提高功率因数的方法和意义；对谐振这部分内容主要讲述串联谐振，并联谐

2、振按两者间的对偶关系加以理解。本章主要采用课堂讲授的教学方法，共用8课时。l授课内容9.1阻抗和导纳一、阻抗1．定义：在正弦稳态无源二端网络端钮处的电压相量与电流相量之比定义为该二端网络的阻抗，记为Z，N0注意：此时电压相量与电流相量的参考方向向内部关联。（复数）阻抗RX

3、Z

4、其中—阻抗Z的模，即阻抗的值。—阻抗Z的阻抗角—阻抗Z的电阻分量—阻抗Z的电抗分量阻抗三角形电阻元件的阻抗：在电压和电流关联参考方向下电阻的伏安关系的相量形式为R+_与共线则电感元件的阻抗：在电压和电流关联参考方向下电感的伏安关系的相量形式为jwL_+则+_电容的阻抗：在电压

5、和电流关联参考方向下电容的伏安关系的相量形式为则—容抗2.欧姆定律的相量形式ZRZLZC+_电阻、电感、电容的串联阻抗：在电压和电流关联参考方向下，电阻、电感、电容的串联，得到等效阻抗其中：阻抗Z的模为阻抗角分别为。可见，电抗X是角频率ω的函数。当电抗X＞0(ωL＞1/ωC)时，阻抗角φZ＞0，阻抗Z呈感性；当电抗X＜0(ωL＜1/ωC＝时，阻抗角φZ＜0，阻抗Z呈容性；当电抗X＝0(ωL＝1/ωC)时，阻抗角φZ＝0，阻抗Z呈阻性。3.串联阻抗分压公式：引入阻抗概念以后，根据上述关系，并与电阻电路的有关公式作对比，不难得知，若一端口正弦稳态电路的

6、各元件为串联的，则其阻抗为串联阻抗分压公式二、导纳N0+_1．定义：正弦稳态无源二端网络端钮的电流相量与电压相量之比定义为该二端网络的导纳，记为Y，即复导纳（S）GB

7、Y

8、其中—导纳Y的模（S）—导纳Y的导纳角。—导纳Y的电导分量导纳三角形—导纳Y的电纳分量可见，同一二端网络的Z与Y互为倒数特例：电阻的导纳电容的BC电容的电纳，简称容纳。电感的BL称为电感的电纳，简称感纳；2.欧姆定律的另一种相量形式若一端口正弦稳态电路的各元件为并联的，则其导纳为并联导纳的分流公式：RLC并联正弦稳态电路中，根据导纳并联公式，得到等效导纳Y可见，等效导纳Y的实部是

9、等效电导G(＝1/R)＝

10、Y

11、cosφY；等效导纳Y的虚部是等效电纳B＝

12、Y

13、sinφY＝BC+BL＝ωC-1/ωL，是角频率ω的函数。导纳的模为：导纳角分别为:由于电纳B是角频率ω的函数，当电纳B＞0(ωC＞1/ωL)时，导纳角φY＞o，导纳Y呈容性；当电纳B＜0(ωC＜1/ωL)时，导纳角φY＜o，导纳Y呈感性；当电纳B=0(ωC=1/ωL)时，导纳角φY＝0导纳Y呈阻性。注意：两个电阻的并联与两个阻抗的并联对应三、同一二端网络：其中：，，一般情况下，一个由电阻、电感、电容所组成的不含独立源的一端口正弦稳态电路的等效阻抗Z(jω)是外施正弦激励

14、角频率ω的函数，即Z(jω)＝R(ω)+jX(ω)式中R(ω)＝Re[Z(jω)]称为Z(jω)的电阻分量，X(ω)＝Im[Z(jω)]称为Z(jω)的电抗分量。式中电阻分量和电抗分量都是角频率ω的函数。所以，要注意到电路结构和R、L、C的值相同的不含独立源的正弦稳态电路，对于角频率ω不同的外施正弦激励而言，其等效阻抗是不同的。如下图电路的等效阻抗RjwLZeq可变，找不到适于任何场合下的等效电路同理，一个由电阻、电感、电容所组成的不含独立源的一端口正弦稳态电路的等效导纳Y(jω)也是外施正弦激励角频率ω的函数，即Y(jω)＝G(ω)+jB(ω)式

15、中G(ω)＝Re[Y(jω)]称为Y(jω)的电导分量，B(ω)＝Im[Y(jω)]称为Y(jω)的电纳分量。电导分量和电纳分量也都是角频率ω的函数。所以要注意到电路结构和R、L、C的值相同下的不含独立源的一端口正弦稳态电路，对于角频率ω不同的外施正弦激励言，其等效导纳是不同的。四、电路的计算（完全与电阻电路一样）R2+_+_Zeq例：求如图所示电路等效阻抗。9.2简单正弦稳态电路的分析、相量图j1kΩ-j2kΩ1.5kΩ1kΩ+_1/3H1/6µF1.5kΩ1kΩiL(t)i(t)iC(t)uS(t)+_例1：已知：，求：解：将电路转化为相量模型

16、jXL+_实数纯虚数R例2：已知：U=100V,I=5A,且超前，求解法1：令，则解法2：令—纯实数，则+_+jXL+_j