电阻电容PPT课件

1、误差标称值 10%（E12） 5% （E24）1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.21.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1等第1页/共72页 黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.1 0.01误差: 1% 2 0.5 0.2 0.1 5 10第2页/共72页的的电电阻阻表表示示%51 . 5 的的电电阻阻表表示示%20 .15 倍率10

2、n误差有效数字有效数字误差倍率10n动画第3页/共72页 有功功率等于电路中各电阻有功功率之和，或各支路有功功率之和。ii12iRIP 无功功率等于电路中各电感、电容无功功率之和，或各支路无功功率之和。)(iii12iCLXXIQ 的的相相位位差差与与为为iiiIU i1iisin iIUQ 或i1iicos iIUP或第4页/共72页1、根据原电路图画出相量模型图(电路结构不变)Ee 、Ii 、UuX C 、XL 、 RRCLjj2、根据相量模型列出相量方程式或画相量图3、用相量法或相量图求解、用相量法或相量图求解4、将结果变换成要求的形式第5页/共72页2121(2)i ,iII I 、i

3、IZZZ 21 (1)、分析题目：已知:Vsin2220tu 400,200100,501CLXX,RR求: i21ii,+U-1RCXj-LXjRI1I2I第6页/共72页+U-50I1I2I100j200j400-V0220 Uj1200)100(j11 LXRZ140jj2CXZ33440240)j32050(j400j200100j400)(j200)(10050 ZA330.5A334400220 ZUIA59.6-0.89A330.5j400j200100j4002121 I IZZZI第7页/共72页)A33(sin20.5 ti所所以以)A59.6(sin20.891ti)A9

4、3.8(sin20.52ti同理：+U-50I1I2I100j200j400-A93.80.5A330.5j400j200100j2001002112 I IZZZI第8页/共72页例2：下图电路中已知：I1=10A、UAB =100V，求：总电压表和总电流表 的读数。分析：已知电容支路的电流、电压和部分参数求总电流和电压AB C1V51I2Ij10Aj5I第9页/共72页求：A、V 的读数已知：I1= 10A、 UAB =100V，解法1: 所以AB C1V51I2Ij10Aj5I即：V0100AB U为参考相量，ABU设：则：A45210A)5j5/(1002 IAj10A90101 IA

5、01021 III第10页/共72页Vj100)Vj10(L IU所所以以求：A、V 的读数已知：I1=10A、 UAB =100V，AB C1V51I2Ij10Aj5IA01021 III因因为为V452100j100V100AB UUUL第11页/共72页解法2: 利用相量图分析求解画相量图如下：ABU设 为参考相量, ,由相量图可求得： I =10 AABU求：A、V 的读数已知：I1=10A、 UAB =100V，10A1I超前1I90ABU A,21055100222I45AB2UI滞滞后后101II452102IAB C1V51I2Ij10Aj5I第12页/共72页UL= I XL

6、 =100VV =141V由相量图可求得：求：A、V 的读数已知：I1=10A、 UAB =100V，ABU90IUL超超前前100ABU101II452102I100LU45UAB C1V51I2Ij10Aj5I第13页/共72页由相量图可求得：UI解：A1022002002L22RXRZUI210210200 LXR所以所以A2545sin1045sin21 IIA2545cos2 IIRXLXC+ S1I2IIU已知,XRUL V,200。CLX,XR,I,开关闭合后 u，i 同相。,A102 II开关闭合前求:2I451I(1)开关闭合前后I2的值不变。第14页/共72页RXLXC+

7、S1I2IIU解：(2)用相量计算开关闭合后 u，i 同相， 21III Acos452 II由实部相等可得 A45sin21 II由虚部相等可得220252001IUXCA2545sin1045sin21 II V,0200 U设:A4510 2 IXRL，所以，所以因为因为4522)4510/0220(/ 22 IUZ A0 II所以所以 451090 01II所所以以第15页/共72页解：V220UA15.62221IA112IA11 I所所以以例4: 图示电路中已知:V314sin2220tu A)90(314sin2112ti试求: 各表读数及参数 R、L 和 C。A)45(314s

8、in221ti+u- ARL A1 A21iC2ii VA11A90114515.621 III第16页/共72页 (2) 相量图1I2ILUU45RUIA11A1115.622 I根据相量图可得：10LXRH0.03182fXLLi+u- ARLA1A21iC2iVj10104514.14515.6022011 IUZ第17页/共72页20 CX所以所以XfC14.111IUZ1045cos1 ZR1045sin1 ZXL45ZLXRH0.03182fXLL2022IUZ即: XC=20 F159=203141=21=CXfC90209011022022 IUZ第1

9、8页/共72页例5：图示电路中,已知:U=220 V,=50Hz,分析下列情况:解: (1) K打开时:A221 IIcosUIP 0.8222203872cosUIPV1760.8V220cos UUR所所以以V1320.6V220sin UUL+U-1RLXI1I2I2ZS+第19页/共72页822387222 IPR10IUZ622LRZXV1768V22 IRUR所所以以V1326V22 LLIXU1I2IU方法2:A221 III+U-1RLXI1I2I2ZS+第20页/共72页 同第2章计算复杂直流电路一样,支路电流法、结点电压法、叠加原理、戴维宁等方法也适用于计算复杂交流电路。所

10、不同的是电压和电流用相量表示，电阻、电感、和电容及组成的电路用阻抗或导纳来表示，采用计算。下面通过举例说明。试用支路电流法求电流 I3。1Z+1U-2Z1I2I3I+2U-3Z 例1:图示电路中，已知j5)5(,j0.5)0.1(V,0227V,023032121 ZZZUU第21页/共72页解：应用基尔霍夫定律列出相量表示方程133113210UIZIZIII23322UIZIZ代入已知数据，可得：1Z+1U-2Z1I2I3I+2U-3ZV0230j5)(5j0.5)(0.1031321 IIIIIV0227j5)(5j0.5)(0.131 II解之，得：A46.1-31.33 I第22页/

11、共72页应用叠加原理计算上例。32232113+/+=ZZZZZZUI例2:解: (1) 当1U单独作用时同理（2）当2U单独作用时31131223/ZZZZZZUI 1Z+1U-2Z1I2I3I+2U-3Z1Z2Z3I +2U-3Z+1Z+1U-2Z3I3Z=A46.1-31.3333 III第23页/共72页应用戴维宁计算上例。解：(1)断开Z3支路，求开路电压0Uj0.25)0.05(212121o ZZZZZZ1Z+1U-2ZI+2U-+0U-1Z2Z0Z(2)求等效内阻抗0Z1Z+1U-2Z1I2I3I+2U-3ZA46.131.33003 ZZUI(3)V0228.85222121

12、o UZZZUUU第24页/共72页频率特性或频率响应：第25页/共72页(1) 电路输出信号电压Uj2Uj1输入信号电压均为频率的函数C+U j1+Uj2R第26页/共72页CRCRCUUTj11j1j1jjj12RC1o 设:C+U j1+U j2R TT2 jarctan11j11jooo 则:第27页/共72页幅频特性： 0221111jCRT相频特性： 0arctanarctanCR)(3) 特性曲线 0 0 1 0.707 0T j 045-90- 0arctan11j11j020T 第28页/共72页 0 0 当 0 0时,|T(j,|T(j )|)|明显下降, ,信号衰减较大。

13、0.707 jT 0 01一阶RC低通滤波器具有低通滤波特性 0 0 1 0.707 0T j 045-90-C+U j1+Uj2R45-90-第29页/共72页通频带： 把 0 0 0的频率范围称为低通滤波电路的通频带。 0 0称为截止频率( (或半功率点频率、3dB3dB频率) )。 通频带： 0 0 0 截止频率: : 0=1/RCC+U j1+Uj2R 0 00.707 jT 0 0145-90-第30页/共72页CRCRRUUT1j11j1jjj12CR+U j1+U j2幅频特性： CT01111221j 相频特性： RC0arctan1arctan 第31页/共72页10.707

14、 0 000 jT 一阶RC高通滤波器具有高通滤波特性 通频带： 0 截止频率: : 0=1/RC 0 0 1 0.707 0T j 045904590第32页/共72页 )1j(31j1jj1j1jj1j2jCRCRCRCRCRCRCRUUT RRCC+U j1+Uj2输出信号电压Uj2Uj1输入信号电压第33页/共72页2T00231j 3arctan00 频率特性RC10 300arctan002321)00j(311j(31j)CRCRT 第34页/共72页00T j 0 1 23137070. 0 0 1 1/3 0T j 090-90RRCC+Uj1+Uj2 090-90RC串并联

15、电路具有带通滤波特性第35页/共72页 在 = 0 0 频率附近, |, |T T(j(j )| )| 变化不大接近等于1/3;1/3;当 偏离 0 0时,|,|T T(j(j )|)|明显下降, ,信号衰减较大。RC10 仅当 时， 与 对其它频率不会产生这样的结果。因此该电路具有。常用于正弦波振荡器。1U2U第36页/共72页 在同时含有L 和C 的交流电路中，如果总电压和总电流同相，称电路处于谐振状态。此时电路与电源之间不再有能量的交换，电路呈电阻性。L 与 C 串联时 u、i 同相L 与 C 并联时 u、i 同相 研究谐振的目的，就是一方面在生产上充分利用谐振的特点，(如在无线电工程、

16、电子测量技术等许多电路中应用)。另一方面又要预防它所产生的危害。第37页/共72页IU、同相 由定义，谐振时：或：CLoo 1 0arctanRXXCL即谐振条件：CLXX串联谐振电路RLCRu+_Lu+_Cu+_u+_i根据谐振条件：CLoo1第38页/共72页LC10 LCf 210 或电路发生谐振的方法：(1)电源频率 f 一定，调参数L、C 使 fo= f；(2)电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f = fo 或：CfLf00212RXXRZCL 22)(可得为：第39页/共72页当电源电压一定时： RUII 0电路呈电阻性，能量全部被电阻消耗， 和 相互补偿。即电源与电路之间不

17、发生能量互换。LQCQIU、0arctanRXXCL电阻电压：UR = Io R = U 00CCLLXIUXIU 电容、电感电压：CLUU第40页/共72页UC 、UL将大于电源电压URX XCL当 时：有：UUU URCL由于UU UCL可能会击穿线圈或电容的绝缘，因此在电力系统中一般应避免发生串联谐振，但在无线电工程上，又可利用这一特点达到选择信号的作用。RCRLUUUUQCL001 令：表征串联谐振电路的谐振质量Q第41页/共72页QUUUCL 有：有：所以串联谐振又称为电压谐振。注意注意QUUCRXIUCC 001 QUURLXIULL 00 与相互抵消，但其本身不为零，而是电源电压

18、的Q倍。LUCUILUCUUUR如Q=100,U=220V,则在谐振时22000VQUUUCL第42页/共72页 阻抗随频率变化的关系。 22 1 CLRZ Z0 RZ 0 Z0 LXZ0fCXLfXL 2fcXC 21容性)(0感性)(0f0R)( jCLXXRZ第43页/共72页 )1-()(22CLRUZUI 0I Q大Q小0I分析： RLQ0 谐振电流RUI 0 f0f0ZIZ ,R 0I第44页/共72页:0f谐振频率:2f下限截止频率:1fQ大选择性越好，抗干扰能力越强。Q小0If= 21 当电流下降到0.707Io时所对应的上下限频率之差，称通频带。即：00.707 I1f2f0

19、I0ff 第45页/共72页接收机的输入电路1L：接收天线LC：组成谐振电路1LLC电路图321eee、 为来自3个不同电台(不同频率)的电动势信号；调C，对所需信号频率产生串联谐振CLR1e2e3e1f2f3f等效电路+-CuQUUIICmax0最大则第46页/共72页已知：16H0.3mRL、640kHz1f解：LC2ff110 204pF100.31064021323 C若要收听 节目，C 应配多大？1eCLR1e2e3e1f2f3f+-CuLfC2021则：当 C 调到 204 pF 时，可收听到 的节目。1e(1)第47页/共72页 V21E已知：120021LfLXXCLV1561

20、CCIXUCLR1e2e3e1f2f3f+-Cu 信号在电路中产生的电流 有多大？在 C 上 产生的电压是多少？1e(2)已知电路在解：640kHz1f时产生谐振A0.1316/1 EI这时7821561C1EUQ第48页/共72页LCRCLRLRCLRCZ2j1j)j(j1)j(j1+U-RCXLXI1ICI实际中线圈的电阻很小，所以在谐振时有RL0)(LCLRCCRLCLZ21j1j1j 则：第49页/共72页0100LC：谐振条件谐振条件或LCff 210 可得出：LC10）LCLRCCRLCLZ21(j1j1j 由：RCLZ 0(当满足 0L R时)第50页/共72页I00ZURCLU

21、II0SZIU ZZI,00Z0ILfULfRUI020212)(2当 0L R时，第51页/共72页01QIIIC UCII 11I相量图CfUCfUI00C221QRLRLf 002 RCLUCfU)2(0 000)2(ZUCfUIIC 第52页/共72页已知：85pF25Hm250CRL、.解：rad/s106.8610850.25116150LCOOZQ、试求：68.625100.25106.86360RLQ117K 108525100.25-1230RCLZ+U-RCXLXI1ICI第53页/共72页 电路如图：已知 R=10 、IC=1A、 1 =45 （ 间的相位角）、=50Hz

22、、电路处于谐振状态。1I,U试计算 I、I1、U、L、C之值，并画相量图。解：(1) 利用相量图求解UI相量图如图:1Asin11 CCIII因因为为 由相量图可知电路谐振，则：1I45A21.41445sin1 CII所所以以A1CIIRULU+U-RCXLXI1ICICI第54页/共72页V20V2102221 LXRIU所所以以201202 IUXCF159 21 CfXC所所以以H0.0318H314102 fXLL10451R、又：10 RXL所所以以C1III 因因为为设：V0 UUA901 CI则：A9014501 II所以所以第55页/共72页解：图示电路中U=220V,(1)

23、当电源频率1000rad/s1 时,UR=0试求电路的参数L1和L2(2)当电源频率2000rad/s2 时,UR=UF1CCL1111故:1HH10110001162211 L所所以以(1)0 RU因因为为即:I=0CL1所所以以并联电路产生谐振,CRLZ110即:+U-R2LI1LC第56页/共72页试求电路的参数L1和L2(2)当电源频率2000rad/s2 时,UR=U(2)U,U R因因为为所以电路产生串联谐振,CL1并联电路的等效阻抗为:1-j)j(j1)(jj1122121221221CLLLCLCZ串联谐振时,阻抗Z虚部为零,可得:0.33HH11012000111621222

24、 LCL)1-( jj1221222122CLLLRZLRZ总阻抗+U-R2LI1LC第57页/共72页思考题:接收网络CLRSENfSf+-NE+-(a)-信号源)(sSE如图电路中,已知:)(NNE-噪声源接收网络CLRSENfSf+-NE+-(b)第58页/共72页1.功率因数:。scoUIZRXjXRZ+U-ZI的意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角sinUIQ 1cos功率第59页/共72页AkV1000NNNIUS若用户： 则电源可发出的有功功率为： 1cos若用户： 则电源可发出的有功功率为： 0.6cos800kvarsinNNIUQ而需提供的无功功率为:600kWcosNNI

25、UPcos1000kWcosNNIUP无需提供的无功功率。第60页/共72页(费电)设输电线和发电机绕组的电阻为 :r要求:(、定值)时cosIUP cosUPI rIP2cos( (导线截面积) )IS 日常生活中多为感性负载-如电动机、日光灯，其等效电路及相量关系如下图。 第61页/共72页IURULU相量图+U-RLXI+RU-+-LU感性等效电路A0.182A22040 UPI 1cos例cosIUP A0.364A0.522040co sUPI40W220V日光灯日光灯 0.5cos 。 0.85coscosL LI第62页/共72页0)(R-L-)9090(纯纯)90( 日光灯日光灯 （R-L串联电路）串联电路）1cos0.30.2cos0cos0co1s0.90.7cos0.60.5cos第63页/共72页1ICIIU