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一 . 电阻电路. i. R. u. 根据 欧姆定律. 设. 则. 4.3 单一参数的正弦交流电路. 3. 有效值关系:. 4. 相量关系:设. 或. 则. 电阻电路中电流、电压的关系. 2. 相位相同. 1. 频率相同. 基本关系式:. i. u. L. 设. 则. 二 . 电感电路. °. w. w. +. L. sin(. t. 90. ). u. =. I. 2. °. =. w. +. sin(. 90. ). t. U. 2. 1. 频率相同.
E N D
一. 电阻电路 i R u 根据 欧姆定律 设 则 4.3 单一参数的正弦交流电路
3. 有效值关系: 4. 相量关系:设 或 则 电阻电路中电流、电压的关系 2. 相位相同 1. 频率相同
基本关系式: i u L 设 则 二.电感电路
° w w + L sin( t 90 ) u = I 2 ° = w + sin( 90 ) t U 2 1. 频率相同 2. 相位相差 90°(u领先 i 90°) u i 电感电路中电流、电压的关系 设:
i 基本关系式: C u 设: 则: 三.电容电路
u i 电容电路中电流、电压的关系 1. 频率相同 2. 相位相差 90° (u 落后 i 90°)
容抗 是频率的函数, 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。 + e - ω=0 时 + E - 关于容抗的讨论
i C u 已知: C =1μF 求:I、i 解: 电流有效值 求电容电路中的电流 例
小 结 1. 单一参数电路中的基本关系 R 基本关系 电路参数 复阻抗 基本关系 L 电路参数 复阻抗 C 基本关系 电路参数 复阻抗
单一参数正弦交流电路的分析计算小结 复数 阻抗 电压、电流关系 功率 基本 关系 电路图 (正方向) 电路 参数 瞬时值 有效值 相量图 相量式 有功功率 无功功率 设 i 0 R u 则 u、 i同相 设 i L 0 则 u u领先 i 90° 设 i 则 0 C u u落后i 90°
i R 若 u L C 4.4 正弦稳态交流电路的计算 4.4.1 R-L-C串联交流电路 (一) 电流、电压的关系: 则
R L C 电压 三角形 R-L-C串联交流电路 -- 相量图 先画出参 考相量 相量表达式:
阻抗角 当 时,表示 u领先 i--电路呈感性 一定时电 路性质由参 数决定 当 时,表示 u落后 i--电路呈容性 当 时,表示 u、 i 同相--电路呈电阻性 问题: 假设R、L、C已定,电路性质能否确定? (阻性?感性?容性?) 当ω不同时,可能出现:XL>XC,或 XL<XC , 或 XL =XC。 不能!
阻抗 三角形 (3)阻抗(Z)三角形
阻抗三 角形 电压三 角形 相 似 (4)阻抗三角形和电压三角形的关系
这一式子中,等式的两端都乘以电流的平方 可得功率三角形 在 功率三角形 图中:S:为视在功率; P:为有功功率: Q:为无功功率。
串联谐振:L 与 C 串联时 u、i同相 谐振 并联谐振:L 与 C 并联时 u、i同相 4.5 正弦交流电路的谐振 谐振的概念: 含有电感和电容的电路,如果无功功率得到完全补偿,使电路的功率因数等于1,即:u、 i同相,便称此电路处于谐振状态。 谐振电路在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用非常广泛。
R 若令: 、 同相 L 则: 谐振 C 串联谐振的条件是: 1、串联谐振 串联谐振的条件 串联谐振电路
谐振频率: 当串联电路谐振时有:
注:串联谐振也被称为电压谐振 定义:电路处于串联谐振时,电感或电容上的电压与总电压之比称品质因数。用Q来表示
谐振时: 品质因数 在谐振状态下,若 R>XL、R>XC ,Q则体现了电容或电感上电压比电源电压高出的倍数。
谐振电流 I 谐振频率 下限截止频率 上限截止频率 通频带 串联谐振特性曲线
2、功率因数的提高(并联谐振电路) 并联谐振的条件为: 即,感性电路中的电流等于容性电路中的电流,或者说,电路中的电压电流同相位,或者说从电源两端看进去呈现的是纯电阻。
从上图中可得: 根据阻抗三角形可得: 则并联谐振时应有: SIN IRL
从上式中求得并联谐振时的频率 根据电压三角形,可求得并联谐振时电源提供的电流为: 从上式中可知,并联谐振能提高电路的功率因数,而提高功率因数的目的是减小电源所提供的电流,即减轻电源的负荷。