演示文稿9ppt課件

1、第9章 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析 2. 正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析；3. 正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率分析； 重點(diǎn)：1. 阻抗和導(dǎo)納；4. 串、并聯(lián)諧振的概念；19.1 阻抗和導(dǎo)納1. 阻抗正弦激勵(lì)下Z+-無源線性+-單位：阻抗模阻抗角歐姆定律的相量形式2當(dāng)無源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)為單個(gè)元件時(shí)有：R+-C+-L+-Z可以是實(shí)數(shù)，也可以是虛數(shù)32. RLC串聯(lián)電路由KVL：LCRuuLuCi+-+-+-+-uRj LR+-+-+-+-4Z 復(fù)阻抗；R電阻(阻抗的實(shí)部)；X電抗(阻抗的虛部)； |Z|復(fù)阻抗的模； 阻抗角。關(guān)系：或R=|Z|cosX=|Z|sin阻抗三角形|Z|RXj5分析 R、L、C 串聯(lián)電路得出：（1）Z=R+j(

2、wL-1/wC)=|Z|j為復(fù)數(shù)，故稱復(fù)阻抗（2）wL 1/wC ，X0， j 0，電路為感性，電壓領(lǐng)先電流；wL1/wC， X0， j 1/wC 三角形UR 、UX 、U 稱為電壓三角形，它和阻抗三角形相似。即UX6例 已知：R=15, L=0.3mH, C=0.2F,求 i, uR , uL , uC .解其相量模型為：LCRuuLuCi+-+-+-+-uRj LR+-+-+-+-7則UL=8.42U=5，分電壓大于總電壓。-3.4相量圖注83. 導(dǎo)納正弦激勵(lì)下Y+-無源線性+-單位：S導(dǎo)納模導(dǎo)納角9對(duì)同一二端網(wǎng)絡(luò):當(dāng)無源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)為單個(gè)元件時(shí)有：R+-C+-L+-Y可以是實(shí)數(shù)，也可以是虛數(shù)1

3、04. RLC并聯(lián)電路由KCL：iLCRuiLiC+-iLj LR+-11Y 復(fù)導(dǎo)納；G電導(dǎo)(導(dǎo)納的實(shí)部)；B電納(導(dǎo)納的虛部)； |Y|復(fù)導(dǎo)納的模； 導(dǎo)納角。關(guān)系：或G=|Y|cos B=|Y|sin 導(dǎo)納三角形|Y|GBj12（1）Y=G+j(wC-1/wL)=|Y|j為復(fù)數(shù)，故稱復(fù)導(dǎo)納；（2）wC 1/wL ，B0， j 0，電路為容性，電流超前電壓wC1/wL ，B0， j 0，電路為感性，電流落后電壓；wC=1/wL ，B=0， j =0，電路為電阻性，電流與電壓同相（3）相量圖：選電壓為參考向量，設(shè)wC 1/wL，0，則B0, 電路吸收功率：p0, j 0 , 感性X0, j 0，

4、表示網(wǎng)絡(luò)吸收無功功率；QL)，加上電壓u，則電壓線圈中的電流近似為i2u/R。49指針偏轉(zhuǎn)角度(由M 確定)與P 成正比，由偏轉(zhuǎn)角(校準(zhǔn)后)即可測量平均功率P。使用功率表應(yīng)注意：(1) 同名端：在負(fù)載u, i關(guān)聯(lián)方向下，電流i從電流線圈“*”號(hào)端流入，電壓u正端接電壓線圈“*”號(hào)端，此時(shí)P表示負(fù)載吸收的功率。(2) 量程：P 的量程= U 的量程 I 的量程cos (表的)測量時(shí)，P、U、I 均不能超量程。50例1 三表法測線圈參數(shù)。已知f=50Hz，且測得U=50V，I=1A，P=30W。解RL+_ZVAW*方法一51方法二 又方法三52已知：電動(dòng)機(jī) PD=1000W，功率因數(shù)為0.8，U=

5、220，f =50Hz，C =30F。 求負(fù)載電路的功率因數(shù)。+_DC例2解536. 功率因數(shù)提高設(shè)備容量 S (額定)向負(fù)載送多少有功要由負(fù)載的阻抗角決定。P=UIcos=ScosjS75kVA負(fù)載cosj =1, P=S=75kWcosj =0.7, P=0.7S=52.5kW一般用戶： 異步電機(jī) 空載cosj =0.20.3 滿載cosj =0.70.85日光燈 cosj =0.450.6 (1) 設(shè)備不能充分利用，電流到了額定值，但功率容量還有； (2) 當(dāng)輸出相同的有功功率時(shí)，線路上電流大 I=P/(Ucos)，線路損耗大。功率因數(shù)低帶來的問題：54解決辦法：并聯(lián)電容，提高功率因數(shù)

6、(改進(jìn)自身設(shè)備)。分析j1j2LRC+_并聯(lián)電容后，原負(fù)載的電壓和電流不變，吸收的有功功率和無功功率不變，即：負(fù)載的工作狀態(tài)不變。但電路的功率因數(shù)提高了。特點(diǎn)：55并聯(lián)電容的確定：補(bǔ)償容量不同全不要求(電容設(shè)備投資增加,經(jīng)濟(jì)效果不明顯)欠過使功率因數(shù)又由高變低(性質(zhì)不同)j1j256并聯(lián)電容也可以用功率三角形確定：j1j2PQCQLQ從功率這個(gè)角度來看 :并聯(lián)電容后，電源向負(fù)載輸送的有功UIL cos1=UI cos2不變，但是電源向負(fù)載輸送的無功UIsin2UILsin1減少了，減少的這部分無功就由電容“產(chǎn)生”來補(bǔ)償，使感性負(fù)載吸收的無功不變，而功率因數(shù)得到改善。57已知：f=50Hz, U

7、=220V, P=10kW, cosj1=0.6，要使功率因數(shù)提高到0.9 , 求并聯(lián)電容C，并聯(lián)前后電路的總電流各為多大？例解LRC+_未并電容時(shí)：并聯(lián)電容后：58若要使功率因數(shù)從0.9再提高到0.95 , 試問還應(yīng)增加多少并聯(lián)電容，此時(shí)電路的總電流是多大？解顯然功率因數(shù)提高后，線路上總電流減少，但繼續(xù)提高功率因數(shù)所需電容很大，增加成本，總電流減小卻不明顯。因此一般將功率因數(shù)提高到0.9即可。59（2）能否用串聯(lián)電容的方法來提高功率因數(shù)cosj ? 思考題（1）是否并聯(lián)電容越大，功率因數(shù)越高？609.6 復(fù)功率1. 復(fù)功率負(fù)載+_定義：復(fù)功率也可表示為：61（3）復(fù)功率滿足守恒定理：在正弦穩(wěn)

8、態(tài)下，任一電路的所 有支路吸收的復(fù)功率之和為零。即2.結(jié)論（1） 是復(fù)數(shù)，而不是相量，它不對(duì)應(yīng)任意正弦量；（2） 把P、Q、S聯(lián)系在一起，它的實(shí)部是平均功率，虛部 是 無功功率，模是視在功率；62電路如圖，求各支路的復(fù)功率。例 +_100o A10Wj25W5W-j15W解一63解二+_100o A10Wj25W5W-j15W649.7 最大功率傳輸ZLZi+-Zi= Ri + jXi， ZL= RL + jXL負(fù)載有源網(wǎng)絡(luò)等效電路65討論正弦電流電路中負(fù)載獲得最大功率Pmax的條件。(1) ZL= RL + jXL可任意改變 (a) 先設(shè)RL不變，XL改變顯然，當(dāng)Xi + XL=0，即XL =-Xi時(shí)，P獲得最大值(b) 再討論RL改變時(shí)，P的最大值當(dāng) RL= Ri 時(shí)，P獲得最大值綜合(a)、(b)，可得負(fù)載上獲得最大功率的條件是：ZL= Zi*RL= RiXL =-Xi最佳匹配66(2) 若ZL= RL + jXL只允許XL改變 獲得最大功率的條件是：Xi + XL=0，即 XL =-Xi 最大功率為(3) 若ZL= RL為純電阻負(fù)載獲得的功率為：電路中的電流為：模匹配67電路如圖，求（1）RL=5時(shí)其消耗的功率；（2）RL=?能獲得最大功率，并求最大功率；（3）在RL兩端并聯(lián)一電容，