电路基础电子教案教学课件作者王慧玲第7章非正弦电路课件.ppt

分析计算步骤： (1) 给出展开式u=U0+ u1+ u2+ u3+…，具体计算时，一般取谐波3~5项； (2) 分别计算U0、 u1、 u2、 u3、…单独作用于电路时的谐波阻抗Zk。注意频率对元件电抗的影响，XLk=k?L，XCk=1/k?C 。对直流，电感相当于短路；电容相当于开路。 (3) 算出电流I0、 i1、 i2、 i3、…，叠加I0+ i1+ i2+ i3+…得总电流i。 例7-5 某电压u=[40+180sinωt +60sin（3ωt+ 45°）]V接于R-L-C串联电路，已知：R=10Ω，L=0.05H，C=50μF，ω=314rad/s。试求电路中的电流i。 4.非正弦周期波的 ?有效值 ?平均值 ?功率 第18教学单元 7-4 非正弦周期电压作用下的线性电路 *7-5 滤波器 教学内容 非正弦周期电流电路的计算方法和滤波器的 工作原理。 教学要求 1.熟练掌握非正弦周期电流电路的计算方法。 2.理解滤波器的工作原理。 教学重点和难点 重点：非正弦周期电流电路的计算方法。 难点：含串联谐振和并联谐振的非正弦周期电流电路的计算。 + u(t) - 线 性 无 源 二 端 网 络 i + U0 - + u1 - + u2 - + u3 - 线 性 无 源 二 端 网 络 i I0 + U0 - 线 性 无 源 网 络 + u1 - i1 线 性 无 源 网 络 i2 + u2 - 线 性 无 源 网 络 i3 + u3 - 线 性 无 源 网 络 分析思路： 7-4 非正弦周期电压作用下的线性电路 图7-8 计算线性非正弦电路的基本原理 对于非正弦周期信号作用下的线性电路，其分析 和计算方法的理论基础是傅立叶级数和叠加原理。 解: i + u(t) - + U0 - + u1 - + u3 - R L C （1）直流分量U0 作用，电容隔直 所以，I0 =0。 求U0、 u1、 u3、单独作用于电路时的谐波阻抗Zk，算出电流I0、 i1、i3。 （2）基波u1=180sin(ωt)V作用 * 第7章 非正弦周期电流电路 目 录 7-1 非正弦周期量 7-2 非正弦周期信号的谐波分析 7-3非正弦周期波的有效值、平均值、功率 7-3 非正弦周期波的有效值、平均值、功率 概述： 实际工程中我们还经常会遇到非正弦信号。例如：通信技术中，由语言、音乐、图象等转换过来的信号，自动控制以及电子计算机、数字通信中大量使用的脉冲信号，都是非正弦信号。 教学内容 非正弦周期信号的基本概念、非正弦信号产生原因、非正弦波的合成与分解、谐波的概念及非正弦周期波的有效值、平均值。 教学要求 1.掌握非正弦波的基本概念，了解非正弦波产生的原因。 2.理解非正弦波的合成与非正弦周期函数分解为傅立叶级数的公式和方法——谐波分析法。 3.能熟练应用非正弦周期信号的有效值和平均功率的公式进行计算。 教学重点和难点 重点：有效值和平均功率的计算。 难点：谐波分析法。 7-1 非正弦周期量 一、常见非正弦信号 (a)方波 (b)尖脉冲 (c)锯齿波 (d)半波整流 (e)脉冲 (f)单个方波 (g)单个尖脉冲 图7-1 非正弦信号 二、产生原因 1.电源电压为非正弦电压 ?脉冲信号发生器产生矩形脉冲电压。 ?放大电路中，电源提供的是直流电压，输入信号是正弦电压，合成一个非正弦电压。 +VCC us 2.电路中存在非线性元件 ?铁心线圈接通正弦电压时，线圈中的电流也是非正弦的。 ?利用二极管的单向导电性，进行半波整流。 7-2 非正弦周期信号的谐波分析 一、非正弦波的合成 0 u u3 u1 t u u 0 u1 t u u5 t 0 u u3 u1 u 图7-4 方波的合成 二、非正弦波的分解 ① 任一周期函数 ，若满足狄 里赫利条件，都可以展开为一个收敛级数，即 ——基波或一次谐波 ——k次谐波 ——二次谐波 ? ? ? 非正弦 周期波 直流分量 恒定分量 零次谐波 ② 直流分量 余弦项 正弦项 对满足狄里赫利条件的非正弦周期函数，应用下式 求出a0、ak、bk便可得到原函数f（t）的展开式。 将一个非正弦周期函数分解为直流分量和无穷多个频率不同的谐波分量之和，称为谐波分析。 谐波分析有两种方法： ? 计算法 应用公式①或②来进行计算 ? 查表法 直接对照其波形查出展开式 (表7-1列出了电气电子工程中常见的几种典型信号的傅立叶级数展开式) 常见信号的傅立叶级数展开式 见教材 P169表7-1 三、周期