电工技术电子技术-清华-15非正弦周期交流电路课件.ppt

电工技术 (1) 直流电源作用 (E1作用，e 短路) E1 + _ R4 4k i1 R1 R3 R2 C2 C1 u4 e 4k 4k 2k 10μ 10μ _ + 直流通道 (2) 交流电源作用 （e 作用，E1 短路） R3XC2 ? （C2称旁路电容） u4 i1 R4 4k R1 R3 R2 C2 C1 e 4k 4k 2k 10μ 10μ _ + ? ? 以下介绍近似计算法 * 海南风光 第15讲 第三章 非正弦周期交流电路 非正弦周期交流电路 第三章 §3.1 概述 §3.2 非正弦周期交流信号的分解 §3.3 非正弦周期交流电路的分析和计算 §3.4 非正弦周期交流信号的平均值、有效值、平均功率的计算 非正弦周期交流信号的特点 ? 不是正弦波 ? 按周期规律变化 §3.1 概述 半波整流电路的输出信号 非正弦周期交流信号举例 示波器内的水平扫描电压 周期性锯齿波 交直流共存电路 +V Es 计算机内的脉冲信号 T t 基波（和原 函数同频） 二次谐波 （2倍频） 直流分量 高次谐波 2 2 t ) 1 t = ) 1 0 w A m + + + + sin( 2 f w m + f w sin( ) ( A A t f ….. §3.2 非正弦周期交流信号的分解 周期函数 教材p202 (5-5)式 求出A0、Bkm、Ckm便可得到原函数 的 展开式。(参见教材 P203 例5-1) 周期性方波 的分解 t t t t 基波 直流分量 三次谐波 五次谐波 七次谐波 例 基波 直流分量 直流分量+基波 三次谐波 直流分量+基波+三次谐波 频谱图 时域 时域 周期性函数 频域 离散谱线 频域 §3.3 非正弦周期交流电路的分析 和计算 要点 2. 利用正弦交流电路的计算方法，对各谐波 信号分别计算。 （注意:对交流各谐波的 XL、XC不同，对直 流C 相当于开路、L相于短路。） 1. 利用付里叶级数，将非正弦周期函数展开 成若干种频率的谐波信号； 3. 将以上计算结果，用瞬时值迭加。 例1： 方波信号激励的电路。 已知： 求： t T/2 T 计算举例 R L C 第一步：将激励信号展开为傅里叶级数 直流分量： 谐波分量： K为偶数 K为奇数 （K为奇数） 的最后展开式为： t T/2 T t T/2 T IS0 等效电源 IS0 直流分量 基波最大值 代入已知数据： 得： 三次谐波最大值 五次谐波最大值 角频率 电流源各频率的谐波分量为： t T/2 T 第二步 对各种频率的谐波分量单独计算： 1. 直流分量 IS0 作用 R IS0 u0 对直流，电容相当于断路；电感相当于短路。所以输出的直流分量为： u0 IS0 20Ω R L C 2. 基波 作用 20Ω R C u1 L 20Ω R L C u1 3. 三次谐波 作用 20Ω R L C u3 4. 五次谐波 作用 20Ω R L C u3 第三步 各谐波分量计算结果瞬时值迭加： 例2： 交、直流共存的电路。 求： 已知： E=12 V E1 + _ R4 4k i1 R1 R3 R2 C2 C1 u4 e 4k 4k 2k 10μ 10μ _ + 解题要点：交、直流分别计算； 直流和交流瞬时值结果迭加。