电路分析基础第九章PPT课件
合集下载
电路(第九章)ppt
电阻电路与正弦电流电路的分析比较：
电阻电路 : KCL : i 0 KVL : u 0 元件约束关系: u Ri 或 i Gu
可见，二者依据的电路定律是相似的。只要作出正弦 电流电路的相量模型，便可将电阻电路的分析方法推广应 用于正弦稳态的相量分析中。
IL IR 1 j L jω C
.
.
.
IC
. . . . . . 1 . U j C U 由KCL： I I R I L I C G U j L . . . 1 (G j jC ) U [G j( B B ) U (G jB ) U L C L
注
UL=8.42>U=5，分电压大于总电压。
相量图
I
3. 导纳
正弦激励下
+ U -
I
无源 线性
I
+ U Y
定义导纳 Y
I Y U
I
| Y | φ
U
导纳模 导纳角 单位：S
i u
对同一二端网络:
1 1 Z ,Y Y Z
I
+ U C
当无源网络内为单个元件时有：
I
+ U R
1 I Y G U R
I Y U j C jBC
I
+ U L
I Y 1 / j L jB L U
Y可以是实数，也可以是虚数
4. RLC并联电路
i + u R
.
I
iL
L
iL
C
iC
+
U R .
R XC
电路分析基础第九章(李瀚荪) ppt课件
通常所说的功率，是平均功率，又称有功功率。
3）瞬时能量：
w R (t1)
t1 p(t)dt
0
t1 U mIm (1 cos 2t)dt 02
UmIm 2
(t1
1 2
sin
2t1 )
4）平均能量： W P t ppt课R件
5
u,i,p p u i
o
P=UI t
wR(t) wR(t) pt
(2) Z
90 ppt课件
纯电感或电容P 0 19
注意：
一 般 地 ： 90 Z 90
1）若单口网络由无源元件组成， P＞0
2）若单口网络含受控源，可能 Z 90 P0
3）若单口网络含独立源，P可能为正， 可能为负。
ppt课件
20
2.视在功率：
1 S 2 U m Im UI
Pk
I12R 1
I
2 2
R
2
I
2 k
R
k
6.无功功率（无源二端网络）
等于网络中各动态元件吸收的无功功率总和
Q Qk QL QC
Q 2(WL WC )
ppt课件
但 S S 29 k
例
已知 P = 50 kW
+
i u
_
iL
R
0.5 (滞后)
Pk
I R I R 2
2
1 1ppt课件 2 2
I R 2 k 22 k
Q 1电容电感无功功率定义？和有效值ＵＩ关系？ Q ２ 电容电感无功功率和平均储能关系？ Q ３ 单口网络视在功率＝？ 单位？ Q ４ 功率因数是指？
精品课件-电路分析-第9章
图9-11 例9-4用图
第9章 二端口网络
解：根据式（9-5）写出的 U1 、 I2方程为
U 1
R1I1
，
I2
I1
1 R2
U 1
由此方程即可得二端口的H参数矩阵为
H
R1
0
1
/
R2
系数b称为晶体管的电流放大系数，R1称为晶体管的输入 电阻， R2称为晶体管的输出电阻。
第9章 二端口网络
第9章 二端口网络 例9-2 试用相量法求如图9-6所示的二端口的Y参数。
图9-6 例9-2用图
第9章 二端口网络
解 令 U2 0 ， 如图9-7（a）所示， 有
Y11
I1 U1
U2 0 Y1 Y2
，
Y21
I2 U1
U2 0 Y2
第9章 二端口网络 图9-7 电路图
第9章 二端口网络 例9-3 一个二端口网络如图9-8所示， 求此二端口的Y
因此函数
I1
UU21
Z11 I1 Z 21I1
Z12 I2 Z 22 I2
第9章 二端口网络 图9-2 二端口的Z参数
第9章 二端口网络
式（9-1）中的系数Zij（i, j=1, 2）表明了端口电压对 电流的关系， 它们都具有阻抗的量纲， 称为二端口的Z参数。 式（9-1）称为二端口的Z参数方程。 将Z参数方程写成矩阵形 式， 有
作（为响U自应1 变）U量 2（激、励）I时1可，以用由I2自于变网量络为线性、无源U，的1 线因性此U组函2 合数表
示， 即
II21
Y11U 1 Y21U 1
Y12U 2 Y22U 2
（9-3）
第9章 二端口网络 图9-5 二端口的Y参数
大学-电路分析基础教案-第九章PPT课件
9.2， 9.4， 9.5， 9.6， 9.8， 9.10， 9.13，9.14，9.15，9.16，9.17，9.19， 9.20，9.23，9.28，9.29，9.31，9.32
3
本章要求
1. 理解正弦稳态电路瞬时功率、平均功率、无功 功率、视在功率、复功率的概念； 2. 掌握平均功率和功率因数的计算,了解提高功率 因数的意义和方法； 3. 掌握最大功率传递定理的内容及应用； 4. 搞清对称三相负载Y和△联结时相线电压、相 线电流关系；
提高功率因数的措施:
并电容
u
i
R uR C
L uL
34
并联电容值的计算
设原电路的功率因数为 cos L，要求补偿到
cos 须并联多大电容？（设 U、P 为已知）
i
IC
R uR C
u L uL
U
I
IR
L
L
35
分析依据：补偿前后
由相量图可知：
P、U
不变。IC
ICIRs L in LIsin
PU Rc IL oLs
阻抗三角形 电压三角形 功率三角形
Z
X
R
U
U X
U R
S
+ UR _
º+
U
Q_
º
R+
U_X jX
P
19
电压、电流的有功分量和无功分量：
(以感性电路为例)
•
UX
•
U
•
I• UR
•
I
+ U R _
+ R+
U_
U X_
U R I UI cos P
•
•
称U R 为U 的有功分量
3
本章要求
1. 理解正弦稳态电路瞬时功率、平均功率、无功 功率、视在功率、复功率的概念； 2. 掌握平均功率和功率因数的计算,了解提高功率 因数的意义和方法； 3. 掌握最大功率传递定理的内容及应用； 4. 搞清对称三相负载Y和△联结时相线电压、相 线电流关系；
提高功率因数的措施:
并电容
u
i
R uR C
L uL
34
并联电容值的计算
设原电路的功率因数为 cos L，要求补偿到
cos 须并联多大电容？（设 U、P 为已知）
i
IC
R uR C
u L uL
U
I
IR
L
L
35
分析依据：补偿前后
由相量图可知：
P、U
不变。IC
ICIRs L in LIsin
PU Rc IL oLs
阻抗三角形 电压三角形 功率三角形
Z
X
R
U
U X
U R
S
+ UR _
º+
U
Q_
º
R+
U_X jX
P
19
电压、电流的有功分量和无功分量：
(以感性电路为例)
•
UX
•
U
•
I• UR
•
I
+ U R _
+ R+
U_
U X_
U R I UI cos P
•
•
称U R 为U 的有功分量
[电子教案]电路分析基础 (9)
![[电子教案]电路分析基础 (9)](https://img.taocdn.com/s3/m/b86bf1e70b4c2e3f56276340.png)
国家双语教学示范课程
BUPT-QMUL Joint Programme
Introduction to Electronic Systems 电子系统基础
Chapter 6. Natural and Step Responses of RLC Circuits (2)
Contents
The Step Response of a Parallel RLC Circuit
d 2iL dt 2
R L
diL dt
1 LC
iL
0
r2 R r 1 0 L LC
r1,2
R 2L
R 2L
2
1 LC
:Complex Frequency
R 2L
0
1 LC
: Neper Frequency : Resonant Radian Frequency
Introduction to Electronic Systems
8
Natural Response of Series RLC Circuits
Apply KVL for the loop:
RiL
L
diL dt
1 C
t
0 iLdt V0 0
R
L
I0
+
C
V-0
d 2iL dt 2
R L
diL dt
1 LC
iL
0
Characteristic equation:
Introduction to Electronic Systems
3
Contents
The Step Response of a Parallel RLC Circuit
BUPT-QMUL Joint Programme
Introduction to Electronic Systems 电子系统基础
Chapter 6. Natural and Step Responses of RLC Circuits (2)
Contents
The Step Response of a Parallel RLC Circuit
d 2iL dt 2
R L
diL dt
1 LC
iL
0
r2 R r 1 0 L LC
r1,2
R 2L
R 2L
2
1 LC
:Complex Frequency
R 2L
0
1 LC
: Neper Frequency : Resonant Radian Frequency
Introduction to Electronic Systems
8
Natural Response of Series RLC Circuits
Apply KVL for the loop:
RiL
L
diL dt
1 C
t
0 iLdt V0 0
R
L
I0
+
C
V-0
d 2iL dt 2
R L
diL dt
1 LC
iL
0
Characteristic equation:
Introduction to Electronic Systems
3
Contents
The Step Response of a Parallel RLC Circuit
通信、电信电路分析ppt第九章9-8
I1=0.0152
I2=0.0173
I(f )
I1 3.04% I0
I2 3.46%
小得多
I0
∴收到北京台820kHz的节目。
0 640 820 1200 f (kHz)
例 一接收器的电路参数为：U=10V
=5103 rad/s, 调C使电路中的电
流最大，Imax=200mA，测得电容
电压为600V，求R、L、C及Q +
I
可以证明： Q 1 ω0 . 0.707I0
η2 η1 ω2 ω1
Q=1
I/I0=0.707以分贝(dB)表示：
20log10I/I0=20lg0.707= –3 dB.
0 1 0 2
所以，1， 2称为3分贝频率。
例 一信号源与R、L、C电路 串联，要求 f0=104Hz， △f=100Hz，R=15，请设 计一个线性电路。
I( )
|Y( )|
选择性 (selectivity) O
0
从电流谐振曲线看到，谐振时电流达到最大，当 偏 离0时，电流从最大值U/R降下来。即，串联谐振电路对
不同频率的信号有不同的响应，对谐振信号最突出(表现为 电流最大)，而对远离谐振频率的信号加以抑制(电流小)。 这种对不同输入信号的选择能力称为“选择性”。
获取最大功率，求L、C、R及
C 谐振时I0、U0和P。
LR
5 0.5mH
C 0.002m F
解
RQeL(R0R0 LL)2
0
1 LC
100 RS
I0
50k
US 2RS
100 2 50 103
U0
US 2
50V
1mA
P U0 I0 0.05W
简明电路分析基础_09冲击函数在动态电路分析中的应用
G
iL(t)
L C (t)
Rபைடு நூலகம்
G C
iL(t) L
(t)
u(0–) = 0，u(0+) = 1/C t > 0，冲击电流已经作用完，此时的电路相当于由 RLC 构成的 零输入电路。电流 iL(t) 的响应可以用KCL联系的微分方程表示 d2 iL(t) diL(t) LC + GL dt + iL(t) = isc(t) t>0 dt2
组合成联立方程并求解得 u1(0+) + u2(0+) = Us C1u1(0+) = C2u2(0+)
显然：一旦电容电流的有限性条件不成立，电容电压也会发生 突变。电感的情况类似。
电路分析基础——第二部分：9-3
根据电容的VAR：
3/6
（6-7） （6-7）
u(t) = u(0) + 1 C
∫
∫
p□(t)
(t) 1 A
A(t) 1
(t–t0)
1 Δ
–Δ 2
0
Δ 2
t
0
t
0
t
0
t0
t
电路分析基础——第二部分：9-1
2/2
(t) 的其他工程逼近： (t) 除了矩形窄脉冲 p□(t)以外，还可以 有许多其他形式，如下面所示。关键是所包围的面积为 1。
pΔ(t) 1 Δ (t) 1 –Δ pde(t) 1 2Δ e–|t|/Δ 2Δ
冲激函数在动态电路分 析中的应用
4 冲激响应 5 由阶跃响应求冲激响应
1 冲激函数
2 冲激函数的性质
3 电容电压和电感电流的跃变 6 线性非时变电路对任意输入 的响应——卷积积分
iL(t)
L C (t)
Rபைடு நூலகம்
G C
iL(t) L
(t)
u(0–) = 0，u(0+) = 1/C t > 0，冲击电流已经作用完，此时的电路相当于由 RLC 构成的 零输入电路。电流 iL(t) 的响应可以用KCL联系的微分方程表示 d2 iL(t) diL(t) LC + GL dt + iL(t) = isc(t) t>0 dt2
组合成联立方程并求解得 u1(0+) + u2(0+) = Us C1u1(0+) = C2u2(0+)
显然：一旦电容电流的有限性条件不成立，电容电压也会发生 突变。电感的情况类似。
电路分析基础——第二部分：9-3
根据电容的VAR：
3/6
（6-7） （6-7）
u(t) = u(0) + 1 C
∫
∫
p□(t)
(t) 1 A
A(t) 1
(t–t0)
1 Δ
–Δ 2
0
Δ 2
t
0
t
0
t
0
t0
t
电路分析基础——第二部分：9-1
2/2
(t) 的其他工程逼近： (t) 除了矩形窄脉冲 p□(t)以外，还可以 有许多其他形式，如下面所示。关键是所包围的面积为 1。
pΔ(t) 1 Δ (t) 1 –Δ pde(t) 1 2Δ e–|t|/Δ 2Δ
冲激函数在动态电路分 析中的应用
4 冲激响应 5 由阶跃响应求冲激响应
1 冲激函数
2 冲激函数的性质
3 电容电压和电感电流的跃变 6 线性非时变电路对任意输入 的响应——卷积积分
电路_第五版邱关源第九章PPT
X L = ω L = 106 × 0.06 × 10 −3
= 60
0.06mH
Z = R + jX L = (50 + j60) = 78.1 50.2
1 1 Y= = S = 0.0128 − 50.2 S Z 78.1 50.2 = (0.0082 − j0.0098 ) S 1 1 R′ = = = 122 G′ 0.0082 1 L′ = = 0.102 mH 0.0098ω
等效电路 +
R
ɺ UR
ɺ I
-
+ ɺ X jω Leq U 上 页 下 页
返 回
（3）ωL<1/ωC，
X<0， ϕZ <0，电路为容性， 电路为容性，
电压落后电流。 电压落后电流。 U = U 2 + U 2 = U 2 + (U −U )2 R X R C L ɺ I ϕZ ɺ ɺ ɺ + UR UR U I X ɺ U + ɺ R + 等效电路 UL . ɺ 1 UX U ɺ UC jωCeq （4）ωL=1/ωC ，X=0，
ɺ I
ɺ IC
ɺ IL
ɺ ɺ I = IG
ɺ U
等效电路
+ ɺ -U
R
-
ɺ UR
+
返 回
上 页
下 页
5. 复阻抗和复导纳的等效互换
R Z jX Y G jB
Z = R + jX = | Z | φZ ⇔ Y = G + jB = | Y | φY 1 = 1 = R− jX = G + jB Y = Z R+ jX R2 + X 2 1 R , B = −X G = R2 + X 2 R 2 + X 2 | Y |= | Z | , φY = −φZ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
e3
射的电磁波。
12
例1 某收音机输入回路 L=0.3mH，R=10，为收到
中央电台560kHz信号，求：(1)调谐电容C值；
(2) 如输入电压为1.5V,求谐振电流和此时的电
容电压。
解 (1) C(2π1f)2L26p9F
(2) I0U R1 1.50 μA 0.1μ 5A
I0 R
+
u
L
_
C
U C I0X C 1.5 μ8 V 1 . 5 μV
＝0L=1/(0C )=
1 LC
其中，特性阻抗ρ是衡量电路性能的一个重要指
标，由电路的参数L、C 决定。
(3) 谐振时，电路中的电流最大，且与外加电源电
压同相。
(4) 谐振时，电感电压与电容电压大小相等，相位
相反，其大小为电源电压的Q倍。
U C 0 U L 0I00 L U R S 0 L R U S QSU
5
2. 串联谐振的条件
I
ZRj(L1C)Rj(XLXC)
RjX
R U R
U S
L U L
C
U C
当X0 0L1 0C
电路发生谐振。 串联谐振电路
0
1 LC
f0
2π
1 LC
谐振角频率
谐振条件
仅与电路参数有关
谐振频率
6
串联电路实现谐振的方式：
(1) L、C 不变，改变 （调频调谐） 0由电路参数决定，一个R L C串联电路只有一
性；
4
9.1 串联谐振电路
1. 谐振的概念
谐振是正弦电路在特定条件下产生的一种特殊 物理现象。谐振现象在无线电和电工技术中得到广 泛应用，研究电路中的谐振现象有重要实际意义。
含R、L、C的一端口电路，在特定条件下出现端口
电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。
I
+
U
-
RLC 电路
U ZR I
发生 谐振
9
(5) 谐振时，电路无功功率为零，电源供给电路的
能量，全部消耗在电阻上。
电路在发生谐振时，所以感性无功功率与容性
无功功率相等，电路的无功功率为零。这说明电感
与电容之间有能量交换，而且达到完全补偿，不与
电源进行能量交换，电源供给电路的能量，全部消
耗在电阻上。
•
UL
I •
UR
•
•
UC
串联谐振电路相量图
0L
0L2
并谐电路中R很小，所以
并联谐振条件
0C
1
0L
0
1 LC
1
或 f0 2 LC
15
2. 并联谐振电路的基本特征
(1)谐振时，电路阻抗为纯电阻，回路端电压与总 (2) 电流同相； (2) 谐振时，电路阻抗为最大值，回路导纳为最小
值。
Z0=L/(RC) (3) 谐振时，电路的特性阻抗与串联谐振电路的特
8
品质因数Q是衡量串谐电路性能的 R
特性阻抗
品质因数Q的大小可达几十至几百，一般为50200。
由于谐振电路的品质因数很高，所以可知动态 元件两端的电压在谐振状态下要比外加的信号源电 压大得多，因此通常也将串联谐振称为电压谐振。
UL= UC =QU >>U
· 讲师： XXXX
· 时间：202X.XX.XX
19
第九章 谐振电路
1
整体概况
概况一
点击此处输入 相关文本内容
01
概况二
点击此处输入 相关文本内容
02
概况三
点击此处输入 相关文本内容
03
2
本章重点
9-1 串联谐振电路 9-2 并联谐振电路 9-3 谐振电路的应用
3
学习目标
➢ 从频率的角度分析RLC串联电路和并联电路； ➢ 通过分析掌握RLC电路产生谐振的条件； ➢ 熟悉谐振发生时谐振电路的基本特性和频率特
10
串联谐振电路应用举例
L1
C
L2 L3
收音机接收电路
L1：收音机接收电路的接收天线； L2和C：组成收音机的谐振电路； L3：将选择出来的电台信号送到
接收电路；
11
L2和C 组成收音机
选频（调台）电路， RL2
L1
通过调节不同的C 值选出所需电台。 L2
e1
C
C
L2 L3
e2 三个感应电动势
来自于三个不同 的电台在空中发
个对应的0 , 当外加电源频率等于谐振频率时，电
路发生谐振。
(2) L、 不变，改变C （调容调谐） (3) C、 不变，改变L （调感调谐）
7
3. 串联谐振电路的基本特征
(1)谐振时，电路阻抗最小且为纯电阻，即Z=R；
(2)谐振时，电路的电抗为零，X=0，感抗与容抗
(3) 相等并等于电路的特性阻抗，即
或
UC
QU0LU
R
13
9.2 并联谐振电路
1. 并联谐振的条件
当右图所示电路出现电路总电流 和电路端电路同相位时，称电路发生 并联谐振。
电路的复导纳为：
I
IRL
IC
R
U
C
L
Y 1 jC r jL
r2
r
L2
jC
r2
L
L2
G jB
14
若要并谐电路发生谐振，复导纳虚部应为零。即：
0Cr2
性阻抗一样，均为
L C
(4) 谐振时，电感支路电流与电容支路电流近似相 等，其大小为总电流的Q倍。
16
Q&A
人人思考，大声说出
17
结束语
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极 的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们
课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边
18
最后、感谢您的到来