第4章正弦交流电路课件.ppt

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1、§4.3正弦交流电路的分析计算4.3.1单一参数的正弦交流电路4.3.2R-L-C串联交流电路4.3.3交流电路的一般分析方法4.3.4功率因数的提高42一、电阻电路uiR根据欧姆定律设则4.3.1单一参数的正弦交流电路431.频率相同2.相位相同3.有效值关系：电阻电路中电流、电压的关系4.相量关系：设则或44电阻电路中的功率uiR1.瞬时功率p：瞬时电压与瞬时电流的乘积小写451.（耗能元件）结论：2.随时间变化3.与成比例ωtuipωt462.平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值大写uiR47二、电感电

2、路基本关系式：iuL设则48电感电路中电流、电压的关系1.频率相同2.相位相差90°（u领先i90°）iu设：493.有效值感抗（Ω）定义：则：504.相量关系设：则：51电感电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息？u、i相位不一致！领先！52感抗（XL=ωL）是频率的函数，表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。ωXLω=0时XL=0关于感抗的讨论e+_LR直流E+_R53电感电路中的功率1.瞬时功率piuL54储存能量P<0释放能量+P>0P<0可逆的能量转换过程uiuiuiuiiu

3、L+PP>0ui552.平均功率P（有功功率）结论：纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐）。563.无功功率QQ的单位：乏、千乏(var、kvar)Q的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。57基本关系式:设：三、电容电路uiC则：581.频率相同2.相位相差90°（u落后i90°）电容电路中电流、电压的关系iu593.有效值或容抗（Ω）定义：则：I604.相量关系设：则：61电容电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息领先！62E+-ωe+-关于容抗的讨论直流是

4、频率的函数，表示电容电路中电压、电流有效值之间的关系，且只对正弦波有效。容抗ω＝0时63电容电路中的功率ui1.瞬时功率p64充电p放电放电P<0释放能量充电P>0储存能量uiuiuiuiiuωt652.平均功率P66瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）3.无功功率Q（电容性无功取负值）67已知：C＝1μF求：I、i例uiC解：电流有效值求电容电路中的电流68瞬时值i领先于u90°电流有效值691.单一参数电路中的基本关系电路参数基本关系复阻抗L复阻抗电路参数基本关系C电路参数R基本关系复阻抗小结70在正弦交流电路中，

5、若正弦量用相量表示，电路参数用复数阻抗（)表示，则复数形式的欧姆定律和直流电路中的形式相似。2.单一参数电路中复数形式的欧姆定律电阻电路电感电路电容电路复数形式的欧姆定律71*电压、电流瞬时值的关系符合欧姆定律、克氏定律。3.简单正弦交流电路的关系(以R-L电路为例）uLiuRuRL72*电流、电压相量符合相量形式的欧姆定律、克氏定律RL73在电阻电路中：正误判断？？？瞬时值有效值74在电感电路中：正误判断？？？？？75单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路参数电路图（正方向）复数阻抗电压、电流关系瞬时值有效

6、值相量图相量式功率有功功率无功功率Riu设则u、i同相0LiuCiu设则设则u领先i90°u落后i90°00基本关系764.3.2R-L-C串联交流电路若则一、电流、电压的关系uRLCi77总电压与总电流的关系式相量方程式：则相量模型RLC设（参考相量）78R-L-C串联交流电路——相量图先画出参考相量相量表达式：RLC电压三角形79Z：复数阻抗实部为阻虚部为抗容抗感抗令则R-L-C串联交流电路中的复数形式欧姆定律复数形式的欧姆定律RLC80在正弦交流电路中，只要物理量用相量表示,元件参数用复数阻抗表示，则电路方程

7、式的形式与直流电路相似。是一个复数，但并不是正弦交流量，上面不能加点。Z在方程式中只是一个运算工具。Z说明：RLC81二、关于复数阻抗Z的讨论由复数形式的欧姆定律可得：结论：Ｚ的模为电路总电压和总电流有效值之比，而Ｚ的幅角则为总电压和总电流的相位差。1.Z和总电流、总电压的关系822.Z和电路性质的关系一定时电路性质由参数决定当时，表示u领先i－－电路呈感性当时，表示u、i同相－－电路呈电阻性当时，表示u落后i－－电路呈容性阻抗角83RLC假设R、L、C已定，电路性质能否确定？（阻性？感性？容性？）不能！当ω

8、不同时，可能出现：XL>XC，或XL