單一參數(shù)交流電路的分析計(jì)算PPT課件

1、2.2.1 2.2.1 單一參數(shù)交流電路的分析計(jì)算單一參數(shù)交流電路的分析計(jì)算一一. .電阻電路電阻電路由歐姆定律：由歐姆定律： iRu tUusin2設(shè)：設(shè)：22則：則：uiR1.1.電壓與電流的響應(yīng)電壓與電流的響應(yīng)tUusin2u i 響應(yīng)響應(yīng)U1 1）頻率相同頻率相同2 2）相位相同相位相同4 4）相量關(guān)系式：設(shè)相量關(guān)系式：設(shè)UU3 3）有效值有效值：IRU 復(fù)數(shù)形式的復(fù)數(shù)形式的歐姆定律歐姆定律tItRURuisin2sin2 RUI RUI或或I2.2.電阻電路中的功率電阻電路中的功率tIisin2tSinUIiup22itupuiR1 1）瞬時(shí)功率）瞬時(shí)功率p p2.2. （耗能元件耗

2、能元件）0p結(jié)論：結(jié)論：1.1.p隨時(shí)間變化隨時(shí)間變化小寫小寫tUusin22 2）平均功率：）平均功率：一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)功率的平均值一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)功率的平均值PTdtpTP01TdttUIT02sin21大寫大寫平均功率平均功率(W, KW,mW)RURIUI22uiRTdtpTP01TdttUIT02sin21uiLdtdiLu 基本關(guān)系式基本關(guān)系式tIisin2設(shè)：設(shè)：tLIdtdiLucos2 )90sin(20tLI二二. .電感電路電感電路1.1.電壓與電流的響應(yīng)電壓與電流的響應(yīng)tIisin2設(shè)：設(shè)：itu90電壓與電流的響應(yīng)：電壓與電流的響應(yīng)：)90sin(2)90sin(200t

3、UtLIu小結(jié)：小結(jié)：u-i 之關(guān)系之關(guān)系1 1）頻率相同頻率相同2 2）相位相差相位相差900 （u領(lǐng)先領(lǐng)先i 900）3 3）有效值有效值LIU 感抗感抗LXLXL 是頻率的函數(shù)是頻率的函數(shù)f fXLL L為定值為定值（單位：（單位：:rad/s L:H XL :）感抗感抗X XL LXIfLILIUL2XL表示電感上的電壓、電流有效值之間的關(guān)表示電感上的電壓、電流有效值之間的關(guān)系，且只對正弦波有效。系，且只對正弦波有效。復(fù)數(shù)形式的復(fù)數(shù)形式的歐姆定律歐姆定律4 4）相量關(guān)系式相量關(guān)系式復(fù)復(fù)感抗感抗)(909009000LjLjXIeXIULIUU00II設(shè)：設(shè)：LIUII小結(jié)：小結(jié)：u-i

4、 之關(guān)系之關(guān)系2.2.電感電路中的功率電感電路中的功率tIisin2tUIuip2sin1 1）瞬時(shí)功率（）瞬時(shí)功率（p）uiitup電感元件的瞬時(shí)功率電感元件的瞬時(shí)功率隨時(shí)間以隨時(shí)間以 變化。變化。2)90sin(20tUu吸收吸收能量能量P 0輸出輸出能量能量P 0P 0輸出輸出能量能量P 0 P 0吸收吸收能量能量輸出輸出能量能量能量轉(zhuǎn)換過程可逆！能量轉(zhuǎn)換過程可逆！小結(jié)小結(jié): 單一參數(shù)交流電路單一參數(shù)交流電路2.2.電阻為耗能元件，電阻為耗能元件，L、C為儲(chǔ)能元件為儲(chǔ)能元件221iiuLLLLLdtW電感儲(chǔ)能電感儲(chǔ)能: :221uiuCCCCCdtW電容儲(chǔ)能電容儲(chǔ)能:1.1.復(fù)數(shù)形式的歐

5、姆定律復(fù)數(shù)形式的歐姆定律電阻電路：電阻電路：RIU)(LXjIU電感電路：電感電路：)()1(CjXICjIU電容電路：電容電路：3.3.單一參數(shù)單一參數(shù)正弦交流電路的分析計(jì)算正弦交流電路的分析計(jì)算匯總匯總電路參數(shù)：電路參數(shù)：電路圖電路圖（正方向）（正方向）Riu基本關(guān)系基本關(guān)系復(fù)阻抗復(fù)阻抗iRu R功率功率有功功率有功功率: :無功功率無功功率: :UI0電壓、電流關(guān)系電壓、電流關(guān)系瞬時(shí)值瞬時(shí)值有效值有效值相量圖相量圖相量式相量式設(shè)設(shè)則則tUusin2tIisin2IRU RIUUIu, i u, i 同相同相Liu單一參數(shù)單一參數(shù)正弦交流電路的分析計(jì)算正弦交流電路的分析計(jì)算匯總匯總電路參數(shù)

6、電路參數(shù)電路圖電路圖（正方向）（正方向）dtdiLu LjjXL基本關(guān)系基本關(guān)系復(fù)阻抗復(fù)阻抗LXIUI2功率功率有功功率有功功率: :無功功率無功功率: :0tIisin2)90sin( 2tLIuLXIXULLu u領(lǐng)先領(lǐng)先 I 90I 90UILjXIU電壓、電流關(guān)系電壓、電流關(guān)系瞬時(shí)值瞬時(shí)值有效值有效值相量圖相量圖相量式相量式設(shè)設(shè)則則單一參數(shù)單一參數(shù)正弦交流電路的分析計(jì)算匯總正弦交流電路的分析計(jì)算匯總Ci電路參數(shù)電路參數(shù)電路圖電路圖（正方向）（正方向）ucjjXCdtduCi 基本關(guān)系基本關(guān)系復(fù)阻抗復(fù)阻抗CXIUI2功率功率有功功率有功功率: :無功功率無功功率: :0tUusin2)9

7、0sin( 12tCUiCXIXUCC1u u落后落后i90i90CjXIUUI電壓、電流關(guān)系電壓、電流關(guān)系瞬時(shí)值瞬時(shí)值有效值有效值相量圖相量圖相量式相量式設(shè)設(shè)則則2.2.2 2.2.2 RLC串聯(lián)交流電路串聯(lián)交流電路idtCdtdiLiRuuuuCLR1tIisin2若：若：)90sin()1(2)90sin()(2sin20tcItLItIRu則：則：流過各元件的電流相同。流過各元件的電流相同。各部分電壓瞬時(shí)值服從基爾各部分電壓瞬時(shí)值服從基爾霍夫電壓定律。霍夫電壓定律。一一. 電壓與電流的電壓與電流的響應(yīng)響應(yīng)iuRLCRuLuCu設(shè)：設(shè)：tIisin20II或或則：則：CCLLRjXIUj

8、XIURIU , , CLCLXXjRIjXIjXIRIUCLRUUUU1. 相量方程式相量方程式總電壓與總電總電壓與總電流的關(guān)系式流的關(guān)系式iuRLCRuLuCuiuRLCRuLuCu相量表達(dá)式：相量表達(dá)式：注：注：Z 是一個(gè)復(fù)數(shù)，但是一個(gè)復(fù)數(shù)，但不是不是一個(gè)一個(gè)正弦交流正弦交流相量相量（ Z上不加上不加 ）；）；Z 在方程式中只是在方程式中只是一個(gè)運(yùn)算符號。一個(gè)運(yùn)算符號。CLjXjXRIUR : :復(fù)數(shù)阻抗復(fù)數(shù)阻抗的的實(shí)部實(shí)部, ,為電阻。為電阻。j (XL-XC) : :復(fù)數(shù)阻抗復(fù)數(shù)阻抗的的虛部虛部, , 為為電抗電抗 。復(fù)數(shù)阻抗復(fù)數(shù)阻抗CLXXjRZCLXXjRZZRXXtgXXRXX

9、jRZCLCLCL122)()(復(fù)數(shù)阻抗復(fù)數(shù)阻抗CLjXjXRIU阻抗阻抗的模的模阻抗角阻抗角iuiuIUIUIUZ*復(fù)數(shù)阻抗的模復(fù)數(shù)阻抗的模也可由電壓、電流有效值之比也可由電壓、電流有效值之比求得。求得。IUZ RXXtgXXRZZCLCL122)(iuRLCRuLuCu復(fù)阻抗的幅角復(fù)阻抗的幅角等于等于電壓與電流的初相位之差。電壓與電流的初相位之差。* *當(dāng)（當(dāng)（f一定）電路參數(shù)確定后，電壓與電流間一定）電路參數(shù)確定后，電壓與電流間的相位差也就確定了。的相位差也就確定了。復(fù)阻抗的幅角復(fù)阻抗的幅角iuiuIUIUIUZRXXtgCLiu1iuIUIUZ表明表明u領(lǐng)先領(lǐng)先i -電路呈感性。電路呈

10、感性。CLXX 0當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，表明表明u落后落后i -電路呈容性。電路呈容性。CLXX 0當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，表明表明u與與i同相同相-電路呈電電路呈電阻性。阻性。CLXX 0當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，iuRLCRuLuCuiuRLCRuLuCu2.2.相量圖相量圖-電壓與電流間的關(guān)系電壓與電流間的關(guān)系CULUICLUUI取取 作參考相量作參考相量（流過（流過 R、L、C 的電流一樣）的電流一樣）U電壓電壓 三角形三角形RUUUUUCLRcosUURsinUUUCL相量圖相量圖各部分電壓之間的關(guān)系各部分電壓之間的關(guān)系iuRLCRuLuCuURUCLUU - 電壓三角形電壓三角形 阻抗三阻抗三角形角形cosZR

11、 sinZXXCL復(fù)數(shù)阻抗的實(shí)部電阻，與虛部電抗間的關(guān)系復(fù)數(shù)阻抗的實(shí)部電阻，與虛部電抗間的關(guān)系 - - 阻抗三角形阻抗三角形ZRCLXXX1.1.瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率二二. . 功率計(jì)算功率計(jì)算)sin(sintUtIpmm)2cos(cos2tUImm)2cos(costIU 設(shè)設(shè)u領(lǐng)先領(lǐng)先i（電感性電路（電感性電路）uiptiup瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率)2cos(costIUuipR消耗能量。消耗能量。L，C 有能量吞吐。有能量吞吐。p有、有、在一個(gè)周期中，從電源吸收能量大于送回在一個(gè)周期中，從電源吸收能量大于送回電源的能量，多余的能量消耗在電阻上。電源的能量，多余的能量消耗在電阻上。 p中有一恒定

12、直流分量，中有一恒定直流分量，tiup2.2.有功功率（平均功率）有功功率（平均功率）P cos10UIpdtTPT)2cos(costIUuip平均功率不僅與電壓和電流的有效值有關(guān)，平均功率不僅與電壓和電流的有效值有關(guān)，還與電壓和電流夾角的余弦還與電壓和電流夾角的余弦 有關(guān)。有關(guān)。coscos稱功率因數(shù)。稱功率因數(shù)。電感和電容不消耗的電感和電容不消耗的有功功率有功功率，R、L、C串聯(lián)電串聯(lián)電路的路的有功功率等于電阻上有功功率等于電阻上消耗的消耗的有功功率。有功功率。RIIUPRR2總電壓總電壓總電流總電流u與與i的夾角的夾角3.3.無功功率無功功率Q儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件L L、C C雖然不消耗能

13、量，但與電源有能量雖然不消耗能量，但與電源有能量交換（能量吞吐），吞吐的規(guī)模用無功功率來表交換（能量吞吐），吞吐的規(guī)模用無功功率來表示。示。電路與電源電路與電源之間的之間的能量交換能量交換LuCuC C 吞吞C C 吐吐C C 吞吞C C 吐吐iuL L 吞吞L L 吐吐L L 吞吞L L 吐吐L、C 的瞬時(shí)功率相互補(bǔ)償?shù)乃矔r(shí)功率相互補(bǔ)償, ,但不一定完全補(bǔ)償?shù)灰欢ㄍ耆a(bǔ)償，多余部分，多余部分( (差值差值) )再與交源交換。再與交源交換。 即：無功功率即：無功功率 Q QL+（-QC）sin22IUUUIXIXIQCLCLUIS 單位：單位：VA(伏安伏安)、KVA(千伏安千伏安)QQL+

14、（-QC）var（乏乏）RUUCLUU 4.4.視在功率視在功率S 功率（額定電壓功率（額定電壓額定電流）。額定電流）。 電源（發(fā)電機(jī)、變壓器等）可能提供的最大電源（發(fā)電機(jī)、變壓器等）可能提供的最大-功率三角形功率三角形 5.5.有功、無功與視在功率間的關(guān)系有功、無功與視在功率間的關(guān)系RUUCLUU SQP功率三角形功率三角形阻抗三角形阻抗三角形cosUIP sinUIQUIS有功功率有功功率無功功率無功功率視在功率視在功率（伏安）（伏安）（乏）（乏）（瓦）（瓦）三個(gè)三個(gè) 三角形三角形電壓三角形電壓三角形2. 2. 3 復(fù)雜交流電路的計(jì)算復(fù)雜交流電路的計(jì)算一一. . 從從R-L-CR-L-C串

15、聯(lián)電路計(jì)算中得到的啟示串聯(lián)電路計(jì)算中得到的啟示)(CLjXjXRIU- 相量形式的歐姆定律相量形式的歐姆定律 , , , ,IiUujXCjXLRRCLIULjXCjXRULUCURiuRLCRuLuCu轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的相量模型圖轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的相量模型圖二二. 復(fù)雜交流電路的復(fù)雜交流電路的計(jì)算方法計(jì)算方法2 2、用電路的基本定律（用電路的基本定律（基氏定律基氏定律）、定理（）、定理（迭加迭加定理、電源等效定理、戴維南定理定理、電源等效定理、戴維南定理）、和分析）、和分析方法（方法（支路電流支路電流）對交流電路的相量模型，列）對交流電路的相量模型，列相量方程式分析計(jì)算。相量方程式分析計(jì)算。3 3、求解

16、未知量，并將求得的結(jié)果轉(zhuǎn)換成瞬時(shí)值求解未知量，并將求得的結(jié)果轉(zhuǎn)換成瞬時(shí)值表達(dá)式。表達(dá)式。1 1、保持電路結(jié)構(gòu)不變，保持電路結(jié)構(gòu)不變，將電路中的正弦量用相將電路中的正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗表示。量表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗表示。即即：將正弦交流電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的相量模型圖。：將正弦交流電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的相量模型圖。RRLjXLC-jXCUuIi已知：已知：UAB = 100 V = 100 V I1 =10A A R =5 XL =5 XC1 =10 求：求：i = ？ u = ？串并聯(lián)串并聯(lián)交流電路的計(jì)算交流電路的計(jì)算首先選擇參考相量（設(shè)初相首先選擇參考相量（設(shè)初相位為零的正弦量）。位為

17、零的正弦量）。選擇參考相量的原則：選擇參考相量的原則：一般一般串聯(lián)電路以電流作參考相量串聯(lián)電路以電流作參考相量，并聯(lián)電路以電壓作參考相并聯(lián)電路以電壓作參考相量，既有量，既有串聯(lián)又串聯(lián)又有并聯(lián)的電有并聯(lián)的電路路以以并聯(lián)部分電路的電壓作并聯(lián)部分電路的電壓作參考相量。參考相量。uiLC1C2Ri2i1BA例例1 1分析：分析：應(yīng)設(shè)應(yīng)設(shè)U UABAB為參考相量。為參考相量。已知：已知：UAB = 100 V = 100 V I1 =10A A R =5 XL =5 XC1 =10 求：求：i = ？ u = ？uiLC1C2Ri2i1BA例例1 1思路：思路：UABI1i ,uUI2I1 1）設(shè)參考相

18、量）設(shè)參考相量設(shè)：設(shè)：1001000 00 0U UAB AB = V= V解：解：則：則：1010 90900 0I I1 1 = A= A= = I I2 2 U UAB AB R+jXR+jXL L1001000 00 0= = 5+j55+j51010-45-450 0= = 2A A求：求：i = ？ u = ？100100 -90-900 0U UC1 C1 = = （-j10)= V-j10)= VI IU U = + = + V= + = + V100100 -90-900 0U UC1C1U UABAB1001000 00 0-45-450 0=100 -j100 =100

19、V=100 -j100 =100 V2得：得：i =10 sin t A2 u =200 sin( t - ) V 45450 0uiLC1C2Ri2i1BA與參考相與參考相 量同相位量同相位0 00 0=j10 +10 -j10 =10 A=j10 +10 -j10 =10 AI I1 1I I2 2 I I = =+ +解：解：例例1 1例例1 11 1）畫）畫1001000 00 0UAB = = 2 2）畫）畫 I1 13 3）畫）畫 I2 221055100222I45550 arctg4 4）求）求 I與與 同相同相 UABI1010)210(22IUABI1I2I相量圖法相量圖法

20、已知：已知：UAB = 100 V = 100 V I1 =10A AR =5 XL =5 XC1 =10思路：思路： UABI1i ,uUI2IuiLC1C2Ri2i1BA101 I例例1 1已知：已知：UAB = 100 V = 100 V I1 =10A AR =5 XL =5 XC1 =10思路：思路： UABI1i ,uUI2IuiLC1C2Ri2i1BA相量圖法相量圖法UABI1I2I5 5）畫）畫 U UC1C16 6）求）求 U UU UC1C1=I =I X XC1C1 = =100100 滯后滯后 90900 0 U UC1C1I I210010010022U滯后滯后 45

21、450 0 U UI I寫寫i i 、u u 表達(dá)式表達(dá)式UC1 U 例例2 2已知電路參數(shù)如圖，已知電路參數(shù)如圖，求求i=i=？1. 求開路電壓求開路電壓EXjRIUCSx)(32.2.求等效電阻求等效電阻XjRZCd3解：解：采用戴維南定理采用戴維南定理復(fù)雜交流電路計(jì)算舉例復(fù)雜交流電路計(jì)算舉例xUxUdZBASIER1CR2R3+-+-SIEiR1LCR2R3XjZUILdx3 3、求、求I例例2 2已知電路參數(shù)如圖，已知電路參數(shù)如圖，求求i = =？解：解：采用戴維南定理采用戴維南定理（法（法1 1）iUExxXjRZCd3i iL+-ABZdEx+-SIEiR1LCR2R3例例2 2X

22、jRXjXjEIUCLLSA311XjEUILA解解: :采用節(jié)點(diǎn)電位法采用節(jié)點(diǎn)電位法（法（法2 2）+-SIEiR1LCR2R3思思: :采用迭加原理（法采用迭加原理（法3 3）呢？）呢？例例2 2右圖為一交直流共存電路，右圖為一交直流共存電路，* * 利用迭加原理，分別求出利用迭加原理，分別求出E1 和和E2 單獨(dú)作用時(shí)的單獨(dú)作用時(shí)的i1 與與I2 ，然后迭加。，然后迭加。 問題問題: : 若兩電源改換為右圖型式，求若兩電源改換為右圖型式，求i =？計(jì)算方法：迭加原理。計(jì)算方法：迭加原理。* * 直流直流E2 單獨(dú)作用時(shí)：單獨(dú)作用時(shí)： C 開路，開路， L 短路。短路。SIEiR1LCR2

23、R3+-E2iR1LCR2R3+-+1E-2.2.4 2.2.4 功率因數(shù)的提高功率因數(shù)的提高工廠的電器設(shè)備多為感性負(fù)載（等效為工廠的電器設(shè)備多為感性負(fù)載（等效為R-LR-L串聯(lián)串聯(lián)電路），導(dǎo)致電路），導(dǎo)致功率因數(shù)低。功率因數(shù)低。日光燈（日光燈（R-L-CR-L-C串聯(lián)電路）：串聯(lián)電路）：6 . 05 . 0COS例如：例如：3 . 02 . 0COS9 . 07 . 0COS電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 空載：空載： 滿載：滿載：問題：問題：功率因數(shù)低有什么問題呢？功率因數(shù)低有什么問題呢？例例40W,220V40W,220V白熾燈白熾燈 1COS40W,220V40W,220V日光燈日光燈 5 . 0COS

24、發(fā)電與供電設(shè)備發(fā)電與供電設(shè)備的容量要求較大的容量要求較大供電局一般要求用戶的供電局一般要求用戶的85. 0COScosUIPAUPI182. 022040AUPI364. 05 . 022040cos一. 功率因數(shù)低的危害功率因數(shù)低的危害1.1.發(fā)電設(shè)備的容量不能充分利用發(fā)電設(shè)備的容量不能充分利用1.1.發(fā)電設(shè)備的容量不能充分利用發(fā)電設(shè)備的容量不能充分利用coscosIUPNN越低，越低，發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率就越??；發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率就越??；無功功率越大。發(fā)電機(jī)有一大部分能無功功率越大。發(fā)電機(jī)有一大部分能量用于與負(fù)載間進(jìn)行交換。量用于與負(fù)載間進(jìn)行交換。2. 增加線路與電機(jī)繞組的功率損耗增加線

25、路與電機(jī)繞組的功率損耗cosUIPP、U一定時(shí)，一定時(shí)，cos越低，越低，I I越大。越大。二二. 提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)的方法 增加電容元件增加電容元件（其無功功率是負(fù)的，（其無功功率是負(fù)的，可與電感正的無功功率相互補(bǔ)償）?？膳c電感正的無功功率相互補(bǔ)償）。串還是并聯(lián)電容？串還是并聯(lián)電容？串電容不行！影響用戶的電壓。串電容不行！影響用戶的電壓。采取什么方法呢？采取什么方法呢？ 原則：原則：在不改變負(fù)載工作條件下，減小電壓與在不改變負(fù)載工作條件下，減小電壓與cos線電流間的相位差（線電流間的相位差（ 愈小，愈小， 愈大）。愈大）。并聯(lián)電容并聯(lián)電容UIRLI負(fù)載負(fù)載CICI 減小，減小，仍

26、呈電感性仍呈電感性1cosURLI呈電容性。呈電容性。1cos， 同相，同相， 1cosIUUICIRLI一般不可能嚴(yán)格一般不可能嚴(yán)格補(bǔ)償?shù)窖a(bǔ)償?shù)?1cosIUICIRLIC 較大較大CUCUIC/1問題：問題：補(bǔ)償成電感性，還是電容性？補(bǔ)償成電感性，還是電容性？容性的容性的 較感性較感性 大。大。CICI補(bǔ)償成電感性。補(bǔ)償成電感性。在在 角一樣的情況下，補(bǔ)償成角一樣的情況下，補(bǔ)償成容性要求電容的容量大，經(jīng)濟(jì)上不合算。容性要求電容的容量大，經(jīng)濟(jì)上不合算。UICIRLIUICIRLI并聯(lián)補(bǔ)償電容后的效果：并聯(lián)補(bǔ)償電容后的效果：cos用戶（用戶（R-LR-L負(fù)載）的電壓和電路參數(shù)沒有改負(fù)載）的電壓

27、和電路參數(shù)沒有改變，因此它的變，因此它的I I、P P、 、Q Q 均沒有改變均沒有改變！對發(fā)電廠而言，總負(fù)載（對發(fā)電廠而言，總負(fù)載（R-LR-L/C C）的）的 變大變大；總電流、無功功率；總電流、無功功率變小變??；總的有功功；總的有功功率率不變不變（電路中只有（電路中只有R R消耗有功功率）。消耗有功功率）。cosCIURLII工廠用戶工廠用戶發(fā)電廠發(fā)電廠ui2iRLC1i三三. 求解并聯(lián)電容的公式求解并聯(lián)電容的公式21cos1cosUIPIUP211sinISinIIC2211cossincossinUPUPIC)(21tgtgUPICui2iRLC1iCIURLII12Of paral

28、lel capacitance )Of parallel capacitance )(Account expressions(Account expressions)(21tgtgUPICCUCUXUICC1而：而：)(212tgtgUPCCIURLII12求解并聯(lián)電容的公式求解并聯(lián)電容的公式ui2iRLC1i有一感性負(fù)載有一感性負(fù)載P=10KWP=10KW， =0.6=0.6 接在接在U=220VU=220V、f=50HZf=50HZ的電源上的電源上，1 1）若將功率因數(shù)提高到若將功率因數(shù)提高到0.950.95，求求需并聯(lián)的電容值及并聯(lián)電容前后的線路電流需并聯(lián)的電容值及并聯(lián)電容前后的線路電流

29、。2 2）若將功率因數(shù)從若將功率因數(shù)從0.950.95再提高到再提高到1 1，并聯(lián)的電容，并聯(lián)的電容值還需增加多少？值還需增加多少？1cos)(212tgtgUPC由公式：由公式：6 . 0cos1530195. 0cos21802解解: 1 1） ftgtgC656)1853(22050210100023例例并聯(lián)電容前并聯(lián)電容前的線路電流：的線路電流：AUPI6 .756 . 02201010cos311AUPI8 .4795. 02201010cos32并聯(lián)電容后并聯(lián)電容后的線路電流：的線路電流：解：解：1 1）有一感性負(fù)載有一感性負(fù)載P=10KWP=10KW， =0.6=0.6 接在接在

30、U=220VU=220V、f=50HZf=50HZ的電源上的電源上，1 1）若將功率因數(shù)提高到若將功率因數(shù)提高到0.950.95，求求需并聯(lián)的需并聯(lián)的電容值及并聯(lián)電容前后的線路電流電容值及并聯(lián)電容前后的線路電流。2 2）若將功率因數(shù)若將功率因數(shù)從從0.950.95再提高到再提高到1 1，并聯(lián)的電容值還需增加多少？，并聯(lián)的電容值還需增加多少？1cos解：解：2 2）ftgtgtgtgUPC6 .213)018(2205021010)(0023212CjXRLjXUI1I2I有一感性負(fù)載有一感性負(fù)載P=10KWP=10KW， =0.6=0.6 接在接在U=220VU=220V、f=50HZf=50

31、HZ的電源上的電源上，1 1）若將功率因數(shù)提高到若將功率因數(shù)提高到0.950.95，求求需并聯(lián)的需并聯(lián)的電容值及并聯(lián)電容前后的線路電流電容值及并聯(lián)電容前后的線路電流。2 2）若將功率因數(shù)若將功率因數(shù)從從0.950.95再提高到再提高到1 1，并聯(lián)的電容值還需增加多少？，并聯(lián)的電容值還需增加多少？1cos2.3 2.3 交流電路的頻率特性交流電路的頻率特性序序：電路中的諧振現(xiàn)象：電路中的諧振現(xiàn)象諧振諧振串聯(lián)諧振：串聯(lián)諧振：L L與與C C串聯(lián)時(shí)無功完全補(bǔ)償。串聯(lián)時(shí)無功完全補(bǔ)償。并聯(lián)諧振：并聯(lián)諧振：L L與與C C并聯(lián)時(shí)無功完全補(bǔ)償。并聯(lián)時(shí)無功完全補(bǔ)償。諧振電路在無線電工程、電子測量技術(shù)等許多諧振

32、電路在無線電工程、電子測量技術(shù)等許多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。含有電感和電容的電路其含有電感和電容的電路其電壓與電流存在相位電壓與電流存在相位1cos率因數(shù)率因數(shù) , ,便稱此電路處于諧振狀態(tài)。便稱此電路處于諧振狀態(tài)。相，則電路處于無功功率完全補(bǔ)償，電路的功相，則電路處于無功功率完全補(bǔ)償，電路的功差。若調(diào)解電源的頻率或電路參數(shù)差。若調(diào)解電源的頻率或電路參數(shù)，使，使u u、i i同同2.3.1 2.3.1 R-L-C R-L-C 串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振RULjXCjXRULUCUICLXXjRZ一. 串聯(lián)諧振的條件串聯(lián)諧振的條件1cosCLXX ，u u、i i同相的條件是：同相的條件是：L

33、UCUIUUR串聯(lián)諧振也稱電壓諧振。串聯(lián)諧振也稱電壓諧振。fLLXL2fCCXC21100f故諧振頻率故諧振頻率 或角頻率或角頻率 為：為：LC10LCf210CL001CLXX u u、i i同相的條件：同相的條件：1. 電流達(dá)到最大值電流達(dá)到最大值（即阻抗值最?。醋杩怪底钚?電流最大）電流最大）22CLXXRZRZ 諧振時(shí)諧振時(shí)二. 串聯(lián)諧振的特點(diǎn)串聯(lián)諧振的特點(diǎn)RULjXCjXRULUCUI1. 電流最大電流最大RUI 0串聯(lián)諧振的特點(diǎn)串聯(lián)諧振的特點(diǎn)2.2.L L、C C 上的電壓可能超過總電壓上的電壓可能超過總電壓0UUCL諧振時(shí)：諧振時(shí)： ， 但但 、 可能很大。可能很大。LUCU

34、UUUUCL , RXXCL ,當(dāng)當(dāng) 時(shí)：時(shí)：LUCUIUURCU 和和 是總電壓多少倍呢？是總電壓多少倍呢？ LU品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) - Q - Q 值值RULjXCjXRULUCUICRUURLUUQCL001品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)- Q - Q 值值UUUUQCL定義：定義：在諧振時(shí)，在諧振時(shí)， 或或 與總電壓的比值。與總電壓的比值。 LUCUILIXULL000IRU0ICIXUCC0001三三. .諧振曲線諧振曲線阻抗阻抗 - - 的的關(guān)系曲線關(guān)系曲線定義定義 ：電流隨頻率變化的關(guān)系曲線。電流隨頻率變化的關(guān)系曲線。0容性容性0感性感性0XLRXCZf( )RULjXCjXRULUCUI諧振電

35、流：諧振電流：RUXXRUICL)(2020II 處對應(yīng)的頻率處對應(yīng)的頻率下限截止頻率下限截止頻率:1f上限截止頻率上限截止頻率:2f諧振頻率諧振頻率:0f通頻帶：通頻帶：12fff通頻帶值越小選擇性越好！通頻帶值越小選擇性越好！20I0f0I諧振曲線諧振曲線1f2fRXLXCf( )I3.3.頻率、電路參數(shù)對諧振曲線的影響頻率、電路參數(shù)對諧振曲線的影響1 1）f、L、C不變，不變，R改變改變 LC10RUI 0R變，引起變，引起I0變化：變化：R愈大，愈大， I0愈愈小，小，曲線越平；曲線越平；R愈小，愈小， I0愈大，曲線越尖愈大，曲線越尖銳銳，選擇性越好。選擇性越好。00II不變，不變，

36、00I變化變化。0L變小或變小或C變小變小, , 變大變大L變大或變大或C變大變大, , 變小變小001020II不變，不變， 變化。變化。00I0IRUI 0R不變不變: :不變不變LC100改變改變2 2）R不變不變, , f、L 、C 改變改變四四. 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例L1 ：接收天線接收天線;L2與與C C ：組成諧振電路：組成諧振電路; ;L3 ：將選擇的信號送到放：將選擇的信號送到放大電路。大電路。假設(shè)假設(shè)e1 e2 e3為來自為來自3 3個(gè)不同個(gè)不同電臺(tái)（不同頻率）的信號，電臺(tái)（不同頻率）的信號，由由L2與與C C 組成的諧振電路組成的諧振電路可選出需要的電臺(tái)信號?？蛇x出需要的電臺(tái)

37、信號。收音機(jī)接收電路收音機(jī)接收電路L1L2C CL3L2RL2e1e2e3C若：若：20 , 25022LRhLkHzfkHzfkHzf1200;620;820321解：解：如果要收聽如果要收聽 的節(jié)目，應(yīng)使電路在的節(jié)目，應(yīng)使電路在 時(shí)時(shí)發(fā)生諧振，即：發(fā)生諧振，即：e11fCfLf121212問題問題1 1：如果要收聽如果要收聽 的節(jié)目，的節(jié)目，C C應(yīng)調(diào)到多大？應(yīng)調(diào)到多大？e1L2RL2e1e2e3CpFLfC15021221問題問題2：當(dāng)當(dāng)C C調(diào)到調(diào)到150pF150pF時(shí)，電路對時(shí)，電路對3 3種信號產(chǎn)生的電流分別種信號產(chǎn)生的電流分別是多少？信號在是多少？信號在C C（或（或L2L2）上產(chǎn)生的電壓是多少？上產(chǎn)生的電壓是多少？當(dāng)當(dāng)C C調(diào)到調(diào)到150pF150pF時(shí)，電路對時(shí)，電路對3 3種信號的電抗不同，種信號的電抗不同，產(chǎn)生的電流也不同產(chǎn)生的電流也不同( (見下表見下表) )。要收聽到要收聽到 的節(jié)目，的節(jié)目，C C應(yīng)調(diào)到：應(yīng)調(diào)到：e1L2R