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正弦交流电路的相量图求解


U
U
2 R
U C2

82 112 13.60V
电压表读数为 13.60V .
此题的相量图也可按比例画出,用尺子量 U 得
的长度即为电压表读数.
(b)此电路图为RL并联电路,设电压 U U0V,
考虑到 IR 和 U 同相,IL 滞后 U 90 且由KCL得
I IR IL
4-37(a)所示. 解: (a)设: I I0A .根据R、L、C各元件的电
压电流的相量关系以及电路的KVL方程
U U R U L UC
可定性画出相量图如图4-36,当 U LU时C 为图
4-36(a)所示,这时 ,0即 U 超前 的相位为 的电路为感性电路;当 U LU C 时 I 0 ,为电阻性电路如图4-36(b)所示;
IR仍与U同相, I仍为
IR 、IL 、IC的和,即正确
体现电路的基本定律是画 相量图的基本要求.
例4-15 电路相量模型如图4-39所示。已知 I1 10A ,
,I 2 20A ,U 220V ,R2 5 ,I 与U 同相。
求:I R X 2 及XC 。
分析:由题中给出的条件 I 与U 同相,设 U 2200 为参考相量画相量图。
画出相量图如图4-35(b)所示.由直角三角形
OAB可得
IL
I2

I
2 R

52 32 4A
电流表读数为4A.
此题也可按比例用几何方法画出相量图,然后用量尺
测出 IL 的长度值即为电流表读数.
例 4-14 定性画出RLC串联电路和RLC并联电路的 相量图,它们的电路相量图模型如图4-36(a)和图
根据题意可知 I UR 与 U 同相,且UC U UR 由相量图
可求得 UC 。在电容元件上 I1 超前UC90,且 I2 I I1 ,
从而画出 I1 及 I2 。在 R2 上UR2与 I2 相同,
又 UX 2 UC UR2 ,可画出 UR2 和 UX 2 。
U LU C 时, 0 ,为电容电路,如图4-36(c)所
示.
如果用电压表测得 U R 10V,U L 30V, UC 20V,
因为 U LU C ,所以此时电路的相量图定性画出
后为图4-36(a),从这个相量图中可求得
U
U
2 R
UL
UC 2

102 30 202 14.14V
解 :设 U 2200 ,有以上分析画出的相量如图4-40 所示 。
图4-39 例4-15图
图4-40 例4-15电路的相量图
根据相量图计算:
I
I22

I2 1

202 102 17032A
UR2 R2I 2 5 20 100V
UC UR2 UR2 100 115.47
cos 2 I I 2 17.32 20
UXБайду номын сангаас2
U
2 C
U
2 R2

115.472 1002 57.74V
XC UC 115.47 11.55 I1 10
X 2 UX 2 57.74 2.89 I 2 20

UR U UC 220 115.47 104.53V
二.用相量图法求解电路
1.参考相量的选择 (1)对于串联电路,选电流为参考相量 (2)对于并联电路,选电压为参考相量 (3)对于混联电路,参考相量选择比较灵活, 可根
据已知条件综合考虑 (4)较复杂的混联电路,常选末端电压或电 流为参考相量.
2.用相量图法求解电路的方法
下面举例说明用相量图求解电路的方法.
例 4-13 图4-34所示电路,应用相量图求各电表读数. 解:(a) 此电路为RC串联电路,设参考相量为
I I0A,画出相量图如图4-35(a)所示.
在相图量中滞,后先画出I90参,考而相电量压U,C U R I 相量与 I 同相,
U U R UC
因此得到直角三角形OAB,所以
(b)设: U U0V, 先画出参考相量 U ,依据
R、L、C各元件电压电流相位关系,依次画出
可I分R 别、I定L 性、I画C 出相如量图,4由-36IL(a)I
C,IL
、(b)
IC及IL IC 三种情况 、(c)所示相量
图,最后电路KCL方程 I IR IL IC
R UR 104.53 6.04 I 17.73
作业: page123 4-27 、 4-29 、 4-30
求出三个分电流相量的和既为总电流 I ,如图
4-37(a) 、(b) 、(c)所示.
根据画出的三种情况下的相量图可以判断电路的 性质.
这里需要说明一点,由于相量图中的相量可以平 移,因此同一电路画出的相量图的形式不是唯一的, 可以有几种.如图4-37(c)相量图也可以表示为图 4-38中的相量图.但是相量 图中各电量的基本关系不 能改变,如图4-38中
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