电路分析基础—高职电子信息—童建华第4章 正弦交流电路的分析.ppt

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1、第四章正弦交流电路的分析第４章正弦交流电路的分析教学目的1.理解复阻抗与复导纳的概念。2.掌握正弦交流电路的RLC串、并联电路的分析方法。３.学会分析复杂正弦交流电路的方法。４.懂得谐振现象及电路谐振时的特点。教学内容概述本章介绍用相量法来分析正弦交流电路。首先介绍复阻抗与复导纳的概念，然后介绍RLC串联与并联正弦交流电路的分析及简单正弦交流电路的相量图求解，接着介绍复杂正弦交流电路的分析方法与功率的计算，最后讨论电路的谐振以及电路谐振时的特点。第４章正弦交流电路的分析教学重点和难点重点：RLC元件的复阻抗。RLC串、并联电路的分析方法和相量图。串联谐振与并联谐振

2、电路的特点。难点：RLC元件的复导纳。复杂正弦交流电路的分析。谐振特点的理解。第４章正弦交流电路的分析4.1阻抗和导纳4.1.1阻抗与复阻抗复数阻抗定义：单口无源网络的端口的电压相量与电流相量之比。符号：用Z表示；单位：欧姆（Ω）。第４章正弦交流电路的分析注意：复阻抗Z是一个复数，不是正弦量。所以Z不能表示成相量的形式，Z上面不能加点。根据复阻抗的定义可知，R、L、C的复阻抗Z分别为：R、L、C元件的复阻抗：第４章正弦交流电路的分析由R与jX的串联电路所表示的单口无源网络：Z=R+jX阻抗三角形：电压三角形：第４章正弦交流电路的分析4.1.2导纳与复导纳定义：通常

3、把复阻抗的倒数称为复导纳。符号：用Y表示。单位：用电导的单位西门子（S）第４章正弦交流电路的分析根据复导纳的定义可知，R、L、C的复导纳Y分别为：R、L、C元件的复导纳：第４章正弦交流电路的分析由G与jB的并联电路所表示的单口无源网络：导纳三角形：电流三角形：Y=G+jB第４章正弦交流电路的分析例4.1有一元件的电流和电压相量分别为试求：该元件的复阻抗和复导纳。解：复阻抗为复导纳为第４章正弦交流电路的分析4.2RLC串联电路RLC串联电路特点：流过各元件的电流为同一电流。各元件上的电压相量关系为：总电压：第４章正弦交流电路的分析4.2.1RL串联电路RL串联电路如

4、图4.4（a）所示。设电流相量为则可画出各电压相量图如图（b）所示。第４章正弦交流电路的分析总复阻抗Z为：注：该相量图是以电流为参考相量（初相角为0º）。各元件上电压为：总电压为：第４章正弦交流电路的分析4.2.2RC串联电路RC电路如图4.5（a）所示。设电流相量为则可画出各电压相量图如图（b）所示。第４章正弦交流电路的分析各元件上电压为：总阻抗Z为：注：该相量图是以电流为参考相量（初相角为0º）。总电压为：第４章正弦交流电路的分析4.2.3RLC串联电路RLC串联电路如图4.6（a）所示。设电流相量为则可画出各电压相量图如图（b）所示。第４章正弦交流电路的分析

5、各元件上电压为：总阻抗Z为：总电压为：第４章正弦交流电路的分析例4.2在RLC串联电路中，已知R=10Ω，C=500μF，L=100mH，求电流相量和各电压相量，并画出相量图。解：第４章正弦交流电路的分析所以总电压相量为第４章正弦交流电路的分析4.3RLC并联电路RLC并联电路中的特点：加在各元件上的电压为同一电压。各元件中的电流相量：总电流：第４章正弦交流电路的分析4.3.1RL并联电路RL并联电路如图4.8（a）所示。设电压相量为则可画出各电流相量图如图（b）所示。第４章正弦交流电路的分析或：注：RL并联电路的参考相量为各支路电流为：总电流为总导纳为第４章正弦

6、交流电路的分析4.3.2RC并联电路RC并联电路如图4.9（a）所示。设电压相量为则可画出各电流相量图如图（b）所示。第４章正弦交流电路的分析，电阻和电容支路的电流分别为总电流为或总复导纳为第４章正弦交流电路的分析4.3.3RLC并联电路RLC并联电路如图4.10所示。设电压相量为则可画出各电流相量图如图（b）所示。第４章正弦交流电路的分析总电流为总复导纳为第４章正弦交流电路的分析例4.3在图4.10（a）中，已知R=50Ω，ω=100rad/s，L=10mH，C=0.01F，求电压相量和其它电流相量。解：根据电阻的相量关系其它电流为第４章正弦交流电路的分析4.4

7、正弦交流电路的相量图求解法常用于一些不太复杂的正弦电路的分析与计算。4.4.1用相量图分析正弦交流电路的主要依据1.正弦量可以用相量图表示2.正弦交流电路中的欧姆定律可用相量形式表示3.KCL和KVL的相量形式反映在相量图上，为闭合的多边形。第４章正弦交流电路的分析4.4.2用相量图求解正弦交流电路的方法1．参考相量的选择参考相量的选择合适，才能使相量图变得简洁。（1）对于串联电路，常选电流为参考相量。（2）对于并联电路，常选电压为参考相量。（3）对于混联电路，可根据电路内部的串联支路的电流或并联电路的电压来灵活选择。（4）对于较复杂的混联电路，常选末端电压或电流

8、为参考相量