電工電子學課件(非電專業(yè))

1、1t It Uiupsin)(sinmm)2cos(tUI UIcos儲能元件上儲能元件上的瞬時功率的瞬時功率耗能元件上耗能元件上的瞬時功率的瞬時功率)(sinsinmmt Uut Ii設：設：RLCRu+_Lu+_Cu+_u+_i2cos)d(2coscos1tdsin)tsin(1d100m0UIttUIUITtUTtpTPTTmTI單位單位: W所以所以:RIIUUIPR2cos總電壓總電壓總電流總電流u 與與 i 的夾角的夾角電阻消耗的電能電阻消耗的電能URU XU3單位：單位：varsinUIQ 總電壓總電壓總電流總電流u 與與 i 的夾角的夾角)()(2CLCLCLXXIIUUIU

2、IUQ根據(jù)電壓三角形可得：根據(jù)電壓三角形可得：電感和電容與電感和電容與電源之間的能電源之間的能量互換量互換URU XU4 電路中總電壓與總電流有效值的乘積。電路中總電壓與總電流有效值的乘積。2IZUIS單位：單位：VA注：注： SNUN IN 稱為發(fā)電機、變壓器稱為發(fā)電機、變壓器 等供電設備的容量，等供電設備的容量，可用來衡量發(fā)電機、變壓器可能提供的最大有功功率?？捎脕砗饬堪l(fā)電機、變壓器可能提供的最大有功功率。22QPS QPS5串聯(lián)阻抗三角形、串聯(lián)阻抗三角形、電壓三角形、電壓三角形、功率三角形功率三角形SQP22)(CLXXRZ sincosZXZR2)(CL2RUUUU sincosUUU

3、UXR22QPSsincosSQSPRUUCLUURCLXX Z將電壓三角形的有效值同除將電壓三角形的有效值同除 I 得到阻抗三角形得到阻抗三角形將電壓三角形的有效值同乘將電壓三角形的有效值同乘 I 得到功率三角形得到功率三角形6解：解：1. 感抗感抗 XL= L=314127 10-3=40 R、L、C串聯(lián)交流電路如圖所示。已知串聯(lián)交流電路如圖所示。已知R=30 、L=127mH、C=40 F，電源電壓，電源電壓u=220 sin(314 t+45 ）V. 求：求：1. 感抗、感抗、容抗及復阻抗容抗及復阻抗; 2CRLuRuLuciu+ 容抗容抗 XC= C1=31440 10-61=80

4、例例2.5復阻抗復阻抗53504030jZZ = R2 +(XL Xc)2=50 Z = 302 +(40 80)2復阻抗模復阻抗模7求：求：2. 電流的有效值和瞬時值表達式；電流的有效值和瞬時值表達式；解：解：1. XL=40 XC= 80 =50 53 Z2. =220 45 VU 電壓相量電壓相量I =UZ=220 45 50 53 = 4.4 98 A I=4.4 Ai=4.4 sin(314 t+98 )A電流有效值電流有效值瞬時值瞬時值 2Ij LR+U URUCUL C1 j8求：求：3 .各元件兩端電壓瞬時值表達式。各元件兩端電壓瞬時值表達式。解：解：1.2. =220 45

5、VU 電壓相電壓相量量I =4.4 98 A Ij LR+U URUCULuR= 132 2sin(314 t+98 )V3. =RI =132 98 VUR=I j XL=176 172 VULuL= 176 sin(314 t 172 )V 2Uc=- j XcI=352 8 VuC= 352 sin(314 t +8 )V 2 C1 jXL=40 XC= 80 =50 53 Z9正誤判斷正誤判斷因為交流物理量除有效值外還有相位。因為交流物理量除有效值外還有相位。 CLCLRXXIIRUUUU？CURUULUCLUUICLRUUUURLCRULUCUIU在在R-L-C串聯(lián)電路中串聯(lián)電路中1

6、0ZIU？正誤判斷正誤判斷而復數(shù)阻抗只是一個運算符號。而復數(shù)阻抗只是一個運算符號。Z 不能加不能加 “”反映的是正弦電壓或電流，反映的是正弦電壓或電流，IU、11正誤判斷正誤判斷在在正弦交流電路中正弦交流電路中？ZUI Zui ？ZUI ？ZUI？ZUI？12正誤判斷正誤判斷在在 R-L-C 串聯(lián)電路中，假設串聯(lián)電路中，假設0II？222CLRUUUU？CLXXjRIU？22CLXXRIU13正誤判斷正誤判斷在在R-L-C串聯(lián)電路中，假設串聯(lián)電路中，假設0II？UUUtgCL1？RCLtg1？RXXtgCL1？RCLUUUtg114作業(yè)：作業(yè)：P94-102頁頁A選擇題：選擇題：2.3.1、2

7、.3.2、 2.4.1、2.4.2、2.4.3、2.4.4 B基本題：基本題：2.4.7、2.4.1015Z1UI Z2U2U1 等效變換條件等效變換條件若若Z1 = R1+jX1 Z2 = R2+jX2則則 Z = R1 + jX1 + R2+jX2 =(R1+ R2 )+j(X1 + X2)一般一般+ZUI +IZZIZIZUUU)( 212121 ZUI 21ZZZ kkkXRZZjUZZZU2122 UZZZU2111分壓公式：分壓公式：16討論討論 下列各圖中給定的電路電壓、阻抗是否正確？下列各圖中給定的電路電壓、阻抗是否正確？兩個阻抗串聯(lián)時兩個阻抗串聯(lián)時,在什么情況下在什么情況下:

8、21ZZZ成立。成立。7ZU=14V?10ZU=70V ?(a)3 4 V1V2 6V8V+_U6 8 30V40V(b)V1V2+_U17等效電路等效電路 =Z 1Z1Z211+ZUI +Z1UIZ2 I1 I2+一般一般2121ZUZUIII 2121ZZZZZ ZUI k11ZZIZZZI2112IZZZI2121I I1 I2+Z 1Z1Z211+18導納的概念：導納導納的概念：導納阻抗的倒數(shù)阻抗的倒數(shù) 并聯(lián)并聯(lián)支路較多時，計算等效導納較方便。支路較多時，計算等效導納較方便。BGZYj1 =Z 1Z1Z211+即：即：Y=Y1+Y2+U1Z-I2Z1I2I并聯(lián)時：并聯(lián)時：YUYYUII

9、I)(2121單位是西門子，簡稱西單位是西門子，簡稱西(S)19 下列各圖中給定的電路電流、阻抗是否正確下列各圖中給定的電路電流、阻抗是否正確？2ZI=8A ?4A4 4A4 A2IA1思考思考答案：錯答案：錯2ZI=8A ?4A4 4A4 A2IA121111ZZZ兩個阻抗并聯(lián)時兩個阻抗并聯(lián)時,在什么情況下在什么情況下:成立。成立。200 KCLI0 KVLU 和計算復雜直流電路一樣，復雜交流電路也要和計算復雜直流電路一樣，復雜交流電路也要應用應用、和和等方法來等方法來分析與計算。所不同的是電壓、電流應以分析與計算。所不同的是電壓、電流應以表示，表示，電阻、電感和電容及其組成的電路應以電阻、

10、電感和電容及其組成的電路應以來表示。來表示。RIU)(jLXIU)j(CXIU211、根據(jù)原電路圖畫出電路的、根據(jù)原電路圖畫出電路的相量模型圖相量模型圖(電路結構不變電路結構不變)Ii UuX C XL RRCL、jj2、根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖、根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖3、用相量法或相量圖求解、用相量法或相量圖求解4、將結果變換成正弦表達式、將結果變換成正弦表達式22也等于電路中各電阻有功功率之和。也等于電路中各電阻有功功率之和。ii12iRIP UIN(W)(Var)sinUIQcosUIP 的的相相位位差差與與為為iiiIU 也等于電路中各電感、電容無功功率之和。

11、也等于電路中各電感、電容無功功率之和。i1iisin iIUQ )(iii12iCLXXIQ 或或23已知：已知：)1sin(tIims)2sin(tUums, R1、 R2、L、C求：各支路電流的大小求：各支路電流的大小uisisuLCLi2Ri1R2R例例2.624相量模型相量模型原始電路原始電路1mmsIILI2RIuILjX2mmsUU1R2RsiLCLi2Ri1R2RCjXiusu25解法一：支路電流法解法一：支路電流法CumRRLLuRLmjXIURIRIjXIIIII222222101mmsII相量模型相量模型LI2RIuILjX1R2RCjX2mmsUU26解法二：解法二：疊加

12、定理疊加定理+SIR1R2ILIR2uILjXCjX uIR1R2 LI 2RILjXSUCjXsILI2RIuILjX1R2RSUCjX 222 uuuRRRLLLIIIIIIIII27解法三：解法三： 戴維寧定理戴維寧定理(如求如求iu)求求uIuisILI2RIuILjXSU1R2R2RjXZL)/(2RjXIULSOCuISUZCjXocUBACjX28 圖示電路中，電壓表讀數(shù)為圖示電路中，電壓表讀數(shù)為220V,電流表讀電流表讀數(shù)為數(shù)為I1=10A， I2=14.14A, R1 =12 ，R2 = XL,電電源電壓源電壓u與電流與電流i同相。求總電流同相。求總電流I、R2、 XL、 Xc. I I1U21014.1410U1120100uii2i1CR2LR1A1A2Vu1u210A14.14A