第2章 正弦稳态交流电路---第4讲ppt课件.ppt

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1、2.3单一参数正弦交流电路的分析2.4RLC串联电路的分析2.5正弦交流电路的功率第四讲学习内容讲解交流电路中的几个常用无源元件，分析交流电路中电压、电流及功率。i=uR1、电阻元件上的电压、电流关系iRu电压、电流的瞬时值表达式为：2.3单一参数正弦交流电路的分析2.3.1纯电阻电路频率关系，大小关系（常指有效值关系）和相位关系同频率同相位大小关系符合欧姆定律，即：I=UR2、电阻元件上电压与电流的相量关系式I=UR相量形式的欧姆定律实际的电感器（也叫线圈）的理想化模型电感元件简称电感，是一种理想元件，具有储存

2、和释放能量的特点，参数电感系数用L表示，单位为亨(H)电路符号2.3.2纯电感电路1、电感元件L+–ui电感元件的电压、电流关系由于L上u、i为动态关系，因此L是动态元件。电感元件的储能假设流过电感的电流为同频率电压与电流间有效值关系：U=wLI电压与电流的相位关系：（电压超前电流90o）。2、电感元件上电压与电流的关系L+–ui则L两端的电压为单位是欧姆（Ω）表征电感元件对电流阻碍作用的大小，但这种阻碍作用不消耗电能，只能推迟正弦交流电流通过电感元件的时间。在L确定的条件下，XL与w成正比。U=wLI电感元件上

3、电压与电流的有效值满足“wL”倍关系，wL称为电感元件的感抗，用XL表示。3、感抗XL=wL=2fL直流下频率f=0，所以XL=0，L相当于短路，具有通直隔交作用。注意:感抗XL只是电感电压与电流有效值（或振幅）之比，而不是它们的瞬时值之比。电感元件的相量模型和相量图4、电感元件上电压与电流的相量关系XL=wL2.3.3纯电容电路各种实际电容器的电路模型电容元件是一种理想元件，简称电容，可以储存电场能量具有充放电的特点，储存能量的多少用参数电容量C（简称电容）来表征，单位为法[拉]F、微法（µF）、纳法（nF）

4、和皮法（pF）。1F=106µF=109nF=1012pF电路符号C+–ui电容元件的电压、电流关系由于C上u、i为动态关系，因此C是动态元件。电容元件的储能2、电容元件上电压与电流的关系同频率电压与电流间有效值关系：电压与电流的相位关系：（电压滞后电流90o或电流超前电压90o）。假设加在电容上的电压为C+–ui3、容抗电容元件上电压是电流有效值的“”倍，称为电容元件的容抗，用XC表示。单位是欧姆（Ω）表征电容元件对电流阻碍作用的大小。在C确定的条件下，XC与w成反比。直流下频率f=0，所以XC=∞。电容元件相

5、当于开路。（隔直作用）频率越高电路中容抗越小，被称作电容元件的通交作用，高频电路中电容元件相当于短路。电容的一个明显特征：“通高频，阻低频；通交流，隔直流”；利用此特性，电容也可制成滤波器。(2-28)4、电容元件上电压与电流的相量关系电容元件的相量模型和相量图几个电容并联时，其等效电容等于各并联电容之和。几个电容串联时，其等效电容的倒数等于各串联电容倒数之和。2.4RLC串联电路的分析根据相量形式的KVL得(2-29)分析基础⑴相量形式的欧姆定律⑵相量形式的基尔霍夫定律流入某一结点的所有正弦电流用相量表示时仍满

6、足KCL；而任一回路所有支路正弦电压用相量表示时仍满足KVL。2.4.1RLC串联电路的分析各元件上的电压相量分别为串联电路中，各元件上通过的电流相同，因此分析中，一般以电流为参考相量。参考相量(正弦量)：初相角为0的正弦量。2.复阻抗单位：W，是一个复数

7、Z

8、—复阻抗的模；—幅角；R—电阻(阻抗的实部)；X—电抗(阻抗的虚部)。R=

9、Z

10、cosX=

11、Z

12、sin复阻抗的幅角，又称电路的阻抗角。它是在关联参考方向下，端电压与端电流的相位差，即=fu-fi。当XL＞XC即X＞0时，＞0，端电压超前端电流

13、的电角度；当XL＜XC即X＜0时，＜0，端电压滞后端电流∣∣的电角度；当XL=XC即X=0时，=0，端电压与端电流同相。如果几个理想元件相串联时，它们的复阻抗为：RL串联电路RC串联电路RLC串联电路单一电阻元件的复阻抗Z=R，只有实部没有虚部；单一电感元件的复阻抗Z=jXL，只有虚部没有实部；单一电容元件的复阻抗Z=-jXC，只有虚部没有实部。Z=R+jXLZ=R-jXCZ=R+j(XL-XC)归纳2.4.2复阻抗的串联与并联1、复阻抗的串联复阻抗串联，分压公式仍然成立，以两个复阻抗串联为例，分压公式为2

14、、复阻抗的并联复阻抗的倒数称为复导纳，Y表示，单位S电路的等效复阻抗为例题(补)电路如下图所示，端口电压为，试求各支路电流及电压。解：图中注明的各段电路的复阻抗为+U1_·各支路电压电路的总电流为各支路电流为想想练练1.电阻元件在交流电路中电压与电流的相位差是多少？判断下列表达式的正误。2.纯电感元件在交流电路中电压与电流的相位差是多少？感抗与频率有何关系？判断下列表达式