高二物理竞赛课件正弦稳态电路的分析计算

正弦稳态电路的分析计算

I.=YU.正弦稳态电路的分析计算线性电阻性网络各种分析方法的适用性1、两种情况下电路分析基本依据的比较线性电阻性网络正弦稳态网络相量形式KCL支路或端口特性ik(t)=0KVLuk(t)=0Uk.=0Ik.=0U.I.=Zu(t)=Ri(t)或

i(t)=Gu(t)U.I.=RU.I.=jLU.I.=1jC2、正弦稳态电路的相量模型，线性电阻性网络各种分析方法的适用性正弦稳态电路（时域模型）电压源uS(t)、电流源iS(t)待求电压或电流uK(t)、iK(t)R、L、CUS.IS.UK.IK.Z或Y相量模型3、应注意的两个问题5-5正弦稳态电路的分析计算5-5-1

线性电阻性网络各种分析方法的适用性分析方法的考虑充分利用相量图5-5-2

例题分析例1图示正弦稳态电路中，US=8V，Z1=(1-j0.5)，Z2=

(1+j1)，Z3=(3-j1)，求入端阻抗Zin和各支路电流、电压，并画出各电流和电压的相量图。+-Z1Z2US.Z3I1.I2.I3.+-+-U1.U2.US.=80ºZin=Z1+Z2Z3Z2+Z3=1–j0.5+(1+j1)(3–j1)4Zin=2I1.=US.80ºZin40ºA==2U1.=I1Z1=40º1.12–26.6º=4.48-26.6ºV•I2.=I1=40º

=3.16-18.4ºAZ2+Z3Z3•3.16-18.4º4I2.U1.I3.U2.I3.=I1=40º

=1.4145ºAZ2+Z3Z2•1.4145º4U2.=I3Z3=1.4145º3.16–18.4º=4.4626.6ºV•I1.=40ºAU1.=4.48-26.6ºVI2.=3.16-18.4ºAZ3+-Z1Z2US.I1.I2.I3.+-+-U1.U2.US.I1.例2

图示电路中，iS1=8sin(2t+90º)A，iS2=4sin2tA

，求稳态电压u1(t)。1+-0.25H0.523FiS1iS2u1+-U2m.+-U1m.10.5j0.5-j0.75j8A4A(3–j2)U1m

–(1–j2)U2m=j8••–(1–j2)U1m+(1–j2+j)U2m=443•••U1m=20V•U2m=60Vu1(t)=2sin2tVR1R2jLjC1+-U.+-U2.I2.IC.I.++--U1.UL.U2.I2.IC.I.U1.UL.=R1+R2R2LC例3图示正弦稳态电路，各元件参数是确定的。问是否存在一角频率，以至使u(t)超前u2(t)

90º，如果存在，试求出这一

的值。+-uR1R2Lu2+-CR1+jL+R2–jC1–jR2C1R2–jC1–jR2C1UU2=••U2=(R1+R2–R22LC)+j(L+R1R2C)R2U••U.

关于相量图的小结

意义

前提

相量图上各相量与电路图中变量参考方向的关系

参考相量的选择（首先画哪个相量）

作其它相量的依据

相量的长度比例5-5正弦稳态电路的分析计算5-5-1

线性电阻性网络各种分析方法的适用性5-5-2

例题分析U2.I2.IC.I.U1.U.R1R2jLjC1+-U.+-U2.I2.IC.I.++--U1.UL.UL.US.=100ºVIS.=590ºAZ1=390ºZ2=j2Z3=–j2Z4=1例4求。-+Z4Z1Z2Z3IS.US.I.5-5-2

例题分析叠加定理-+Z4Z1Z2Z3US.I.100ºj3+(1+j2)(–j2)1+j2–j21+j2–j2–j2I=•=4+j–j20=–1.18–j4.71IS.1j3j2–j2I.ZZ=j2+j3–j2j3(–j2)=–j4I=–.j51–j4=1.18I=–1.18–j4.71•I=I+I=5–90ºA•••网孔分析•I1•I(j3–j2)–(–j2)=100º•I•I1I–(–j2)+(j2–j2+1)=–590º••I1-+Z4Z1Z2Z3IS.US.US.=100ºVIS.=590ºAZ1=390ºZ2=j2Z3=–j2Z4=1I•UOC.I.+-Z2Z0US.=100ºVIS.=590ºAZ1=390ºZ2=j2Z3=–j2Z4=1-+Z4Z1Z2Z3IS.US.I.戴维南等效网络定理IS.•-+Z4Z1Z3US.+-UOCUOC=100j3–j2(–j2)–j5•=–20–j5Z0=j3