9章-3~6.ppt

* 9-3 正弦稳态电路的分析 步骤： ② 列相量代数方程 ① 画相量运算电路 R , L , C ? 阻抗 i , u ? 列写电路的网孔电流方程 例1. 解： _ + R1 R2 R3 R4 + _ + _ 2 1 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 列写电路的节点电压方程 例2. 解： 例 3: 已知: 求:各支路电流。 R2 + _ L i1 i2 i3 R1 C u Z1 Z2 R2 + _ R1 解：画出电路的相量模型，以电源电压为参考相量 瞬时值表达式为： Z1 Z2 R2 + _ R1 法一：电源变换 解： 例4. Z2 Z1 Z Z3 Z2 Z1??Z3 Z + - 法二：戴维南等效变换 Z0 Z + - Z2 Z1 Z3 求开路电压： 求等效电阻： 由平衡条件： Z1 Z3= Z2 Zx R1(R3+jw L3)=R2(Rx+j wLx) ∴ Rx=R1R3 /R2 Lx=L3 R1/R2 已知平衡电桥Z1=R1 , Z2=R2 , Z3=R3+jwL3 。 求：Zx=Rx+jwLx。 例5. 解： Z1 Z2 Zx Z3 ? 解： 已知：Z=10+j50W , Z1=400+j1000W。 例6. Z Z1 + _ 解： 已知：U=115V , U1=55.4V , U2=80V , R1=32W , f=50Hz 求： 线圈的电阻R2和电感L2 。 例7. R1 R2 L2 + _ + _ + _ 作业 P245 9-6 9-4 正弦稳态电路的功率 无源一端口网络吸收的功率( u, i 关联) 瞬时功率 p=ui 无 源 + u i _ j? L R + - + - + - + - 以RLC串联电路为例，讨论在正弦稳态下，元件在能量转换过程中的作用。 1. 各元件的瞬时功率和平 均功率 j? L R + - + - + - + - j? L R + - + - + - + - 小结： 电阻耗能 电感和电容储能，不耗能 j? L R + - + - + - + - 瞬时功率中的不可逆部分 瞬时功率中的可逆部分 2. RLC串联电路的功率 j? L R + - + - + - + - i ? t O u UIcos?Z 波形图 2） PLC串联电路吸收的平均功率 (average power)P： ?Z =?u-?i：功率因数角。对无源网络，为其等效阻抗的阻抗角。 cos ?Z ：功率因数, 用λ表示。即λ＝ cos ?Z P 的单位：W（瓦） 有功功率(平均功率）代表一端口实际消耗的功率，是瞬时功率表达式的恒定分量 4）视在功率S 反映电气设备的容量。 3） 无功功率Q 它与瞬时功率(表达式2)的可逆部分有关 5）有功功率P、无功功率Q、视在功率S之间有如下关系： jZ S P Q 功率因数是衡量传输电能效果的一个非常重要的指标，表达传输系统有功功率所占的比例，即 功率因数 希望λ大些，这样电能在传输的过程中损耗会小些。 纯电感 ?Z = 90°，λ＝0 纯电容 ? = -90°, λ＝0 纯电阻 ?Z = 0, λ＝1 有功功率 无功功率 无功功率 无功功率 有功功率 有功功率 UR UX U ?Z 无源 + - 3. 对于任一不含独立电源的一端口 一端口都可以等效为如图所示的电路 R jX + - + + - - 用并联等效电路，公式见P236 含源 + - 4. 如果一端口含有独立电源，如图 由于电源参与有功功率、无功功率的交换，问题变得较复杂，但上述三个功率的定义仍然适用。只是功率因数将失去实际意义。 对于不含独立电源的一端口，始终有 。对含源一端口，它不是阻抗角，有可能出现 ，此时一端口发出有功功率。 对整个电路功率守恒，即 + _ D C 已知：电动机 PD=1000W，U=220V，f =50Hz，C =30?F， cos?D=0.8(感性）。求负载电路的功率因数。 例 解： 作业：P250 9-25 9-5 复功率 一. 复功率 负 载 + _ 复功率的发出或吸收可根据端口电压与电流的参考方向来判断。 复功率守恒： 注：视在功率不守恒。 一般情况下： + _ + _ + _ 无源的一端口，复功率也可表示为