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1、2.正弦稳态电路的分析；3.正弦稳态电路的功率分析；l 重点：1.阻抗和导纳；返 回第1页/共81页9.1 阻抗和导纳1.阻抗正弦稳态情况下Z+-无源线性 网络 +-阻抗模阻抗角欧姆定律的相量形式下 页上 页返 回第2页/共81页当无源网络内为单个元件时有：Z 可以是实数，也可以是虚数。C+-下 页上 页R+-L+-表明 返 回第3页/共81页2.RLC串联电路KVL：下 页上 页LCRuuLuCi+-+-+-+-uRR+-+-+-+-j L返 回第4页/共81页Z 复阻抗；|Z|复阻抗的模；z 阻抗角；R 电阻(阻抗的实部)；X电抗(阻抗的虚部)。转换关系：或R=|Z|coszX=|Z|si
2、nz阻抗三角形|Z|RXz下 页上 页返 回第5页/共81页分析 R、L、C 串联电路得出：（1）Z=R+j(L-1/C)=|Z|z 为复数，称复阻抗（2）L 1/C，X0，z0，电路为感性，电压超前电流。下 页上 页相量图：一般选电流为参考向量，zUX电压三角形j LeqR+-+-+-等效电路返 回第6页/共81页（3）L1/C，X0，z U=5，分电压大于总电压。相量图注意-3.4返 回第10页/共81页3.导纳正弦稳态情况下导纳模导纳角下 页上 页无源线性 网络 +-Y+-返 回第11页/共81页对同一二端网络:当无源网络内为单个元件时有：Y 可以是实数，也可以是虚数。下 页上 页C+-
3、R+-L+-表明 返 回第12页/共81页4.RLC并联电路由KCL：下 页上 页iLCRuiLiC+-iRR+-jL返 回第13页/共81页Y复导纳；|Y|复导纳的模；y导纳角；G 电导(导纳的实部)；B 电纳(导纳的虚部)；转换关系：或G=|Y|cos yB=|Y|sin y导纳三角形|Y|GB y下 页上 页返 回第14页/共81页（1）Y=G+j(C-1/L)=|Y|y为复数，称复导纳；（2）C 1/L，B0，y0，电路为容性，电流超前电压。相量图：选电压为参考向量，y分析 R、L、C 并联电路得出：RLC并联电路会出现分电流大于总电流的现象IB下 页上 页注意返 回第15页/共81页
4、（3）C1/L，B0，y0，则 B0,电路吸收功率；p0,0,感性，X0,0，表示网络吸收无功功率；lQ0，表示网络发出无功功率。lQ 的大小反映网络与外电路交换功率的速率。是由储能元件L、C的性质决定的下 页上 页电气设备的容量返 回第57页/共81页有功，无功，视在功率的关系：有功功率:P=UIcos 单位：W无功功率:Q=UIsin 单位：var视在功率:S=UI 单位：VASPQ功率三角形下 页上 页返 回第58页/共81页5.R、L、C元件的有功功率和无功功率uiR+-PR=UIcos=UIcos0=UI=I2R=U2/RQR=UIsin=UIsin0=0PL=UIcos=UIcos
5、90=0QL=UIsin=UIsin90=UI=I2XLiuC+-PC=UIcos=UIcos(-90)=0QC=UIsin=UIsin(-90)=-UI=I2XC下 页上 页iuL+-返 回第59页/共81页6.任意阻抗的功率计算uiZ+-PZ=UIcos=I2|Z|cos =I2RQZ=UIsin=I2|Z|sin =I2X I2(XLXC)=QLQCSPQZRX相似三角形(发出无功)下 页上 页返 回第60页/共81页电感、电容的无功补偿作用 t iouLL发出功率时，C刚好吸收功率，与外电路交换功率为 pL+pC。L、C的无功具有互相补偿的作用。t iouCpLpC下 页上 页LCRu
6、uLuCi+-+-+-返 回第61页/共81页电压、电流的有功分量和无功分量：以感性负载为例下 页上 页RX+_+_+_GB+_返 回第62页/共81页SPQZRX相似三角形IIGIBUURUX下 页上 页返 回第63页/共81页反映电源和负载之间交换能量的速率。无功的物理意义:下 页上 页返 回第64页/共81页例1 三表法测线圈参数。已知：f=50Hz，且测得U=50V，I=1A，P=30W。解法 1下 页上 页RL+_ZWAV*返 回第65页/共81页解法 2 又下 页上 页解法 3 返 回第66页/共81页已知：电动机 PD=1000W，U=220，f=50Hz，C=30F cosD=
7、0.8，求：负载电路的功率因数。例2解下 页上 页+_DC返 回第67页/共81页7.功率因数的提高 设备容量 S(额定)向负载送多少有功功率要由负载的阻抗角决定。一般用户：异步电机 空载 cos =0.20.3 满载 cos =0.70.85 日光灯 cos=0.450.6设备不能充分利用，电流到了额定值，但功率容量还有；功率因数低带来的问题：下 页上 页返 回第68页/共81页当输出相同的有功功率时，线路上电流大，I=P/(Ucos)，线路压降损耗大。12解决办法：（1）高压传输 （2）改进自身设备 （3）并联电容，提高功率因数。下 页上 页i+-uZ返 回第69页/共81页分析12 并联
8、电容后，原负载的电压和电流不变，吸收的有功功率和无功功率不变，即：负载的工作状态不变。但电路的功率因数提高了。特点：下 页上 页LRC+_返 回第70页/共81页并联电容的确定：下 页上 页12返 回第71页/共81页已知：f=50Hz,U=220V,P=10kW,cos1=0.6，要使功率因数提高到0.9,求并联电容C，并联前后电路的总电流各为多大？例解未并电容时：并联电容后：下 页上 页LRC+_返 回第72页/共81页若要使功率因数从0.9再提高到0.95,试问还应增加多少并联电容，此时电路的总电流是多大？解 cos 提高后，线路上总电流减少，但继续提高cos 所需电容很大，增加成本，总
9、电流减小却不明显。因此一般将cos 提高到0.9即可。下 页上 页注意 返 回第73页/共81页9.5 复功率1.复功率负载+_定义：也可表示为：下 页上 页返 回第74页/共81页下 页上 页结论 是复数，而不是相量，它不对应任意正弦量；注意 把 P、Q、S 联系在一起，它的实部是平均功率，虚部是无功功率，模是视在功率；复功率满足守恒定理：在正弦稳态下，任一电路的所有支路吸收的复功率之和为零。即返 回第75页/共81页求电路各支路的复功率例 解下 页上 页+_100o A10j255-j15返 回第76页/共81页9.6 最大功率传输Zi=Ri+jXi，ZL=RL+jXL负载有源网络等效电路下 页上 页ZLZi+-返 回第77页/共81页正弦电路中负载获得最大功率Pmax的条件若ZL=RL+jXL可任意改变 下 页上 页当RL=Ri 时，P 获得最大值RL=RiXL=-XiZL=Zi*最佳匹配条件返 回第78页/共81页求ZL=?时能获得最大功率，并求最大功率。例 解上 页Zi+-ZL490o AZL-j3030-j30返 回第79页/共81页本章完！第80页/共81页感谢您的观看！第81页/共81页