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电工技术——正弦交流电路的一般分析方法

因此,式(1)是欧姆定律的复数形式,它与直流电路 的欧姆定律R=U/I相似的形式,不同处在于电压与电流 用相量来表示,电阻由复阻抗来代替
分析式(2)得:
① 当X=0或Ψ=0 时,电压与电流同相位, 电路呈电阻性;
② 当X>0或Ψ>0时,电压超前于电流, 电路呈感性;
③ 当X<0或Ψ<0时,电压落后于电流, 电路呈容性
二、正弦交流电路中的基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律对电路中的任一节点任一瞬 时都是成立的。如果这些电流iK都是同频率的 正弦量,则可用相量表示为
I1 I2 In 0
或 IK 0 这就是基尔霍夫电流定律在正弦交流电 路中的相量形式。它与直流电路中的基尔霍夫 电流定律的形式是相似的。
基尔霍夫电压定律对电路中的任一回路任一瞬时
正弦交流电路的欧姆定律

Z U

I
(1)


Z
U

I
Uu I i
U I
(u
i )
令,Ψ=Ψu-Ψi,则
Z=
=│Z│∠Ψ=│Z│(cosΨ+jsinΨ)=R+jX (2)
上式表明,阻抗用极坐标形式表示时,阻抗的模等于 电路中电压与电流的有效值之比,阻抗角等于电压与 电流的相位差,而阻抗用代数形式表示时,其实部是 电阻R,虚部是电抗X(感性电抗称为感抗,为正;容 性电抗称为容抗,为负)。可见,阻抗即能把电路的 电阻和电抗包含在内,又综合地反映了这段电路中电 压和电流的大小及相位关系,即把电路中的电压、电 流、电路参数及电源频率都联系在一起了。
三、复阻抗的串并联计算
((一)电阻串联 直流电路电阻串联:R=R1+R2+….+Rn 交流电路电阻串联:Z=Z1+Z2+…..+Zn 单位:欧姆(Ώ)
例1:电路如下图,求总阻抗Z。
解:已知电感上的感抗为 ,电容上的 容抗为 ,电路为串联电路,根据公式 Z=Z1+Z2+…..+Zn得: Z=R+ +
z1 z1
3 j4 8 j6
==450.1411-7j62.∠2o 21165.20.51°61.20o.3Ωo 所以:
例2 如图所示,已知
。 I R X X ● 3030O A, 5, R2 3, 4, 4
1
L
C
S

。 ●
I
作业:P215,NO 10-4、10-6
(二)、电阻的并联
直流电路电阻并联: 交流电路电阻并联:
例题2:如图所示电路中, Z1=3+j4Ω,Z2=8-j6Ω, 外加 电压,试求各支路的电流,和并画出相量图。
解: Z1=3+j4=5∠53.10Ω Z2=8-j6=10∠ - 36.90Ω 故总复阻抗:
Z= z1z2 553.1o 10 36.9o
都是成立的,即。同样,如果这些电压uK都是同频率 的正弦量,则可用相量表示为UK 0Fra bibliotek(3)
这就是基尔霍夫电压定律在正弦交流电路中的相量 形式。它与直流电路中基尔霍夫电压定律另一表达式
RKIK EK 的形式是相似的。
正弦交流电路中的复阻抗Z与直流电路中的电 阻R是相对应的,因而直流电路中的电阻串并联公式也 同样可以扩展到正弦交流电路中,用于复阻抗的串并 联计算。如图1(a)所示的多个复阻抗串联时,其总复 阻抗等于各个分复阻抗之和,即
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正弦交流电路的一般分析方法
在分析正弦交流电路时,以相量形式表示的欧 姆定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定 律依然是解决问题的最基本定律。而线性网络 的一切分析方法,如支路电流法、叠加原理、 戴维南定理等同样适合于复数形式的复杂正弦 交流电路的分析计算。
一、正弦交流电路的欧姆定律
Z=Z1+Z2+…+Zn
(4)
(a) 串联
(b)并联
图 1 复阻抗的串联和并联
1(b)所示的多个复阻抗并联时,其总复阻抗的倒数等于
各个分复阻抗倒数之和,即
1 1 1 1
Z Z1 Z2
Zn
当两个复阻抗并联时,
(5)
Z Z1Z2 Z1 Z2
若两个相并联的复阻抗相等,则
(6)
Z Z1 Z2 22
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