交流电路似稳条件频率fHz课件

1、交流电路第1页，共38页。似稳条件频率 f(Hz)501041061081010波长 (m)6106310430030.03应用动力电路电话线路中波广播高频电视微波 交流电的变化周期远大于电磁场变换传遍整个电路所需时间，因而，每一时刻电磁场的分布与同一时刻源的分布关系与稳恒电路一致，只不过它们同步地缓慢变化。第2页，共38页。简谐交流电的函数描述 简谐交流电的任何变量都可以写成时间的余弦函数 峰值 Am电压：电流：电动势： 位相(t+)与初位相 角频率 、频率 f = /2 及周期 T=1/f=2/第3页，共38页。线性、理想、集中元件第4页，共38页。阻抗与辐角第5页，共38页。交流电功率

2、瞬时功率： 平均功率： 视在功率(SIU)等于额定电压与额定电流的乘积 平均功率(或有功功率) 视在功率功率因素(cos) 功率因素 有功电阻第6页，共38页。交流电功率 纯电阻： 纯电感： 纯电感：吸能放能吸能放能第7页，共38页。RL串联 串联电路中通过各元件的电流相同，总电压等于各元件两端的分电压之和。 以i(t)为基准，作矢量图。第8页，共38页。RC串联第9页，共38页。RLC串联的代数解法第10页，共38页。RLC串联的矢量解法第11页，共38页。共振 总阻抗依赖于： 当ZL和ZC相等时阻抗最小共振频率 共振时：阻抗最小 电流最大 辐角依赖于： 共振时：电流与电压同相 纯电阻性电路

3、第12页，共38页。共振 电流： 共振时： 电流与电压同相 阻抗最小，电流最大 电阻越小 电流越高、越窄第13页，共38页。位相 共振频率之上，电压超前于电流(电感性) 共振频率之下，电压滞后于电流(电容性) 电阻愈小，变化愈剧第14页，共38页。共振时的电压分配 Q大于1表示电压放大 共振时：共振回路的品质因素：第15页，共38页。共振时的储能与耗能 储能(电能加磁能)不随时间变化电路中储能：电路中一个周期消耗能量： 共振时： 储能与耗能之比决定了品质因素第16页，共38页。功率交流电源提供的功率与有关： 考察P等于峰值一半时的频率：半宽度 Q 越大，共振峰越窄、越陡 第17页，共38页。什

4、么是Q？ Q 越大，共振峰越窄、越陡，频率选择性越好 例如调频台(FM)：87.5108MHz，间隔为200kHz收音机调谐电路须满足： 考察弱阻尼( 0 (感抗) 电容性电路：x 0 (容抗) 纯电阻电路： x = 0 有功电阻： 电抗：第23页，共38页。基本元件的复阻抗第24页，共38页。为什么用复数表示？ 复有效值将有效值与初位相合二为一： 对线性电路，而复表示将瞬时值满足的线性方程(加、减、微分、积分)转化为与时间无关的复有效值方程： 节点定律： 回路定律： 基尔霍夫方程用复数表述具有直流电的形式：第25页，共38页。元件的连接 串联：电流相同，电压相加 并联：电压相同，电流相加第2

5、6页，共38页。功率 瞬时功率： 平均功率：阻抗中的平均能量损失只取决于其实部 r (有功电阻)功率因素：第27页，共38页。低通滤波器 总复阻抗： 电流： 电容器两端的输出电压： 低频(RC 1)时，out 趋于零该网络通过低频而阻碍或滤去高频 低通滤波器第28页，共38页。低通滤波器 频率响应： 双对数图，两条由圆弧连接的直线 截止频率： 截止频率之上， out 随着 反比下降第29页，共38页。其它滤波器RC或RL可构成低通以及高通滤波器应：RC低通CR高通RL高通LR低通第30页，共38页。RLC串联 阻抗： 辐角： 复阻抗：第31页，共38页。RLC并联 复阻抗： 辐角： 阻抗：第3

6、2页，共38页。变压器Nikola Tesla (18561943)Tesla was a key figure in the development of alternating current electricity, high-voltage transformers, and the transport of electrical power using AC transmission lines. Teslas viewpoint was at odds with the ideas of Thomas Edison, who committed himself to the use of direct current in power transmission. Teslas AC approach won out. 第33页，共38页。变压器 电路方程：初级线圈次级线圈初级线圈：次级线圈： 输入、输出电流：第34页，共38页。理想变压器 无铁损(忽略铁芯中的磁滞、涡流损耗) 设 Z1, Z2, ZM Z 初级线圈的等效阻抗 无磁漏 无铜损变流比变压比 理想变压器：第35页，共38页。理想变压器 输