第三章正弦稳态电路分析电路理论.ppt

(2) 若ZL= RL + jXL=|ZL|??，RL、 XL均可改变，但XL/ RL不变 (即|ZL|可变，?不变) 此时获得最大功率的条件|ZL| = |ZS| 。 最大功率为 称为共模匹配 例题 + – 已知: 求：ZL能获得的最大功率。 用戴维南定理求解 解： + – + - ① ② + – ① ② 5+j5 + – ZL 例题 已知: 要使R0上获最大率，则C0为何值？ 用戴维南定理： 2.5H 5? 5? 1? R0 C0 uS(t) + – 解： 2.5? 1? C0 + – j5? Z0 1? C0 + – 要使R0上功率最大，只需使电流I 最大即可。 若使 I 最大，须使|Zi+ R0 –j1/(? C)|最小。 若使其最小，只须使1–1/(? C0)=0。 即： Z0 1? C0 + – I §3-9 电路的频率响应 3-9-1 正弦稳态网络函数 概念：网络的频率特性是研究正弦交流电路中电压、电流随频率变化的关系（即频域分析）。 一、正弦稳态网络函数的定义 对于正弦稳态电路,当电路中只有一个输入(单输入)时, 可引入网络函数H(jω)来研究输出和输入之间的关系。 其定义为： ZL + – + – 根据以上定义,网络函数的值是角频率为ω，激励源为 所引起的响应。 ZL + – + – 二、频率响应 例：低通滤波器 滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分。 + - + - 低通滤波器的传递函数 - 幅频特性：输出与输入有效值 之比与频率的关系。 其中： 相频特性：输出与输入相位差 与频率的关系。 + - + - 相频特性 幅频特性 低通滤波器的频率特性 因U2总是落后U1,故又称为相位滞后网络 0 1 1 * 方法一：电源变换 解： 例4. Z2 Z1 Z Z3 Z2 Z1??Z3 Z + - 方法二：戴维南等效变换 Z0 Z + - Z2 Z1 Z3 求开路电压： 求等效阻抗： 已知：Z=10+j50W , Z1=400+j1000W。 例5. 解： Z Z1 + _ §3-7正弦稳态电路的相量图、位形图分析法 1. 选择一个恰当的相量作为参考相量(设初相位为零。) 2. 相量图中所有的相量都是共原点且分别与电压、电流 的有效值成比例。 在不改变电路结构的前提下，交换元件（支路）的 联接顺序，相量图不会改变。 选 ùR为参考相量 jw L 1/jw C R + - + - + + - - 一、相量图 二、位形图 方法： j? L R1 + - R2 A B C D E 1. 在电路中标出每两个元件(支路)的联接点。 2. 按电流流动的方向，作出位形图。 A B C D E 例题 P166 3-26 r1 r2 r r3 V b a + _ A B L A a B b o o 30 §3-8 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) 3-8-1 瞬时功率 (instantaneous power) 无 源 + u i _ i ? t O u p UIcos? - UIcos(2? t?? ) ? p有时为正, 有时为负； ? p0, 电路吸收功率：p0，电路发出功率； 瞬时功率实用意义不大，一般讨论所说的功率指一个周期平均值。 3-8-2 有功功率(平均功率) (average power)P： P 的单位：W 一、有功功率的定义: 二、有功功率的计算: ? =?u-?i 无 源 + u i _ 1、二端口网络由纯电阻元件构成。 2、二端口网络由纯电感元件或纯电容元件构成。 结论：电路中的有功功率只发生在电阻元件上。 3、若网络为复阻抗 平均功率是被电路消耗的功率。 讨论： 三、有功功率的测量： 有功功率用功率表（瓦特表）测量，其基本构成如图（a）所示。电路符号如图（b）所示。 * * + - 负 载 * * + - 负 载 （a） （b） 在交流工作状态下，功率表的偏转角 即与负载的有功功率成正比。 W 图示电路 求功率表的读数和电源的平均功率。 用节点分析法 解: 例1 3-8-2 视在功率S、功率因素 反映电气设备的容量。 一、视在功率 二、功率因素 许多电力设备的容量是由它们的额定电流和额定电压的 乘积决定的，为此引进了视在功率的概念，用大写字母Ｓ表 示，其定义为： 3-8-4 无功功率 (reactive power) Q 表示交换功率的值，单位：var (乏