电路_第五版_复习材料1

浅谈电路（下）（代总复习）第八章 相量法1 复数的4种表示形式2 复数的加减运算和乘除运算3 正弦量的三要素：振幅（或有效值）、角频率（或频率或周期）、初相位。

4 正弦量的幅值表示了正弦量在整个振荡过程中的最大值，正弦量的相位表示了正弦量随时间变化时所在的角度，正弦量的角频率表示了正弦量的相位随时间变化的角速度，正 弦量的初相角表示了正弦量在t=0时刻的相位。

5 角频率、频率和周期的关系。

角频率、频率和周期的单位。

最大值和有效值的关系6 正弦量乘以常数，正弦量的微分、积分，同频正弦量的代数和等运算，其结果仍然是一个同频率正弦量。

7 工程中使用的交流电气设备铭牌上标出的额定电流、额定电压的数值，交流电压表、交流电流表显示的数字都是有效值。

8 相位差表示了两个同频正弦量之间的相位关系。

同频正弦量的相位差等于它们的初相之差，相位差是一个与时间无关的常数。

9 根据相位差的大小，两个同频正弦量之间有超前、滞后、同相、反相、正交关系。

设有两个正弦量 2cos()i i I t ωϕ=+ 2cos()u u U t ωϕ=+iu i u ϕϕϕ=-当iu i u ϕϕϕ=-＞0时 称为i 超前于u 当iu i u ϕϕϕ=-＜0时 称为i 滞后于u 当iu i u ϕϕϕ=-＝0时 称为i 和u 同相 当iu i u ϕϕϕ=-＝±2π时 称为i 和u 正交 当iu i u ϕϕϕ=-＝±π时 称为i 和u 彼此反相10 正弦量有四种表示方式：数学式两种 三角函数式、相量式 图形式两种 波形图、相量图其中 用相量表示，对于正弦交流电路的分析与运算最为简便 11 只有同频率、同符号、同函数形式的两个正弦量才能求得相位差。

12 相量法是分析研究正弦交流电路稳定状态的一种简单易行的方法。

13 在稳定的正弦交流电路中，各处的电流电压都是同一频率的正弦交流量，同频率的正弦量之间只存在振幅（或有效值）、初相位的差异和联系。

14 设有正弦量的瞬时表达式 2cos()u U t ωϕ=+其相量表示为 UU ϕ=∠ （有效值相量） 或 m mU U ϕ=∠ （最大值相量） 15 稳定的正弦交流电路中，各正弦量都是同一频率的正弦量。

正弦量可以用复数表示，复数的模表示正弦量的有效值或最大值，复数的幅角表示正弦量的初相角。

但是，正弦量不是复数，因为正弦量还有一个频率要素，在复数表示正弦量时没有表示正弦量的频率，所以用复数表示的正弦量称为正弦量的相量。

16 正弦量的相量有两种表示形式：用正弦量的振幅表示相量的模时，称为正弦量的振幅相量；用正弦量的有效值表示相量的模时，称为正弦量的有效值相量。

17 在线性时不变正弦交流稳态电路中，可得到电路定律的相量形式：KCL 的相量形式为 ΣI＝0 KVL 的相量形式为 ΣU＝0 电阻的VCR 相量形式 R U ＝R RI 表示u 、i 同相 电感的VCR 相量形式 L U ＝j ωL LI 表示u 超前于i 90电容的VCR 相量形式 CU ＝1C I j Cω表示u 滞后于i 90 18 正弦交流电路相量法应用实例（P216例） 19 计算：（1） 正弦量时域形式与相量形式互换（2） 由正弦量的时域形式求正弦量的三要素，由正弦量的相量形式求正弦量的最大值（有效值）和初相角（3） 求两个同频正弦量的相位差 （4） 画简单电路的相量图（5） 求串联、并联或串并联电路电压表的有效值，正弦量的相量和瞬时表达式（P218题10、14、15为例）第九章 正弦稳态电路的分析1 阻抗Z 是电压相量和电流相量之比 Z ＝UI＝R ＋Jx ＝Z z ϕ∠ 称为正弦交流电路的阻抗。

阻抗是一个复数（不是相量），称为复阻抗，简称阻抗，Z 的单位为Ω。

阻抗的模Z 称为阻抗模，阻抗的幅角z ϕ∠称为阻抗角 R 为阻抗的电阻分量，X 为阻抗的电抗分量阻抗的模Z 、阻抗角z ϕ∠、电阻分量R 、电抗分量X 之间的关系可以用一个直角三角形描 述，称为阻抗三角形当 X ＞0时，Z 称为感性阻抗； 当 X ＜0时，Z 称为容性阻抗； 当 X ＝0时，Z 为纯电阻对于电阻元件 Z ＝R ； 对于电感元件 Z ＝j L ω； 对于电容元件 Z ＝1j Cω 2 导纳Y 是电流相量和电压相量之比 Y IY G jB Y Uϕ==+=∠ 称为正弦交流电路的导纳。

导纳是一个复数（不是相量），称为复导纳，简称导纳，Y 的单位为S （西门子）。

导纳的模Y 称为导纳模，导纳的幅角Y ϕ称为导纳角 G 为导纳的电导分量，B 为导纳的电纳分量导纳的模Y 、导纳角Y ϕ、电导分量G 、电纳分量B 之间的关系可以用一个直角三角形 描述，称为导纳三角形当 B ＞0时，y 称为容性导纳； 当 B ＜0时，y 称为感性导纳； 当 B ＝0时，y 为纯电导3 阻抗Z 和导纳Y 具有同等效用，彼此可以等效互换，即 ZY ＝14 用阻抗Z 或导纳Y 和电流相量、电压相量表示的欧姆定律 UZI = 或 I Y U = ，是其他形式欧姆定律的普遍形式5 R 、L 、C 串联电路的阻抗： 11()()L C Z R j L R j L R j X X R jX j C Cωωωω=++=+-=+-=+ c o s s i n Z Z Z Z Z j Z ϕϕϕ=∠=+ R 、L 、C 并联电路的导纳： 11()()C L Y j C G j B B G jB R Lωω=+-=+-=+6 正弦交流电路中，用相量表示了正弦交流电流和正弦交流电压，用阻抗Z 或导纳Y 表示了电阻、电感、电容等电路元件的电参数以后，对电量和电参数的表述与线性电阻电路在形式上十分相似，线性电阻电路的电路定律和各种分析方法（如：叠加原理、戴维南定理、网孔法等）都可以直接推广应用于线性正弦交流电路的分析计算中来。

7 将相量和阻抗用于正弦交流电路的实例：P231 例9－8中用网孔法和叠加原理的求解 8 工程上计量的功率、家用电器上标注的功率都是正弦周期量的平均功率。

电阻是耗能元件，电阻吸收的平均功率就是有功功率电感和电容都不是耗能元件，而是储能元件，它们吸收的平均功率都等于0。

9 正弦交流电路中的功率与线性电阻电路中的功率不同，它有三种功率状态有功功率 P ＝UIcos ϕ，衡量由电路耗能元件实际所吸收的功率，单位为W （瓦） 无功功率 Q ＝UIsin ϕ，衡量由电路储能元件引起的与外部电路所交换的功率， 单位为Var （乏），“无功”指这部分能量在往复交换的过程中，没有被“消耗”掉。

视在功率 S ＝UI 表示为满足电路有功功率和无功功率需要时，要求外部提供的功率容量，位为VA （伏安），电气设备上标注的视在功率表示电气设备在额定电压和额定电流条件下的最大承载能力（带负荷能力）关系 P ＝Scos ϕ Q ＝Ssin ϕ S ＝22P Q +10 cos ϕ为功率因数，是衡量传输电能效果的指标功率因数是电力工程中很重要的参数，功率因数低有两个问题：（1）电源设备容量不能充分利用，（2）增加了输电线路的电压降和功率损失。

提高功率因数的方法通常采用并联电容补偿法（不能串联电容，串联电容虽然也可以补偿无功功率，但却改变了原负载电路的电流工作状态）。

补偿电容计算方法：将功率因数从cos1ϕ提高到 cos 2ϕ时，并入的电容为C ＝2PU ω（tg 1ϕ－tg 2ϕ） 其中，P 为并联电容前RL 电路消耗的有功功率，ω，U 为加在RL 电路上的正弦交流电压的角频率和有效值，cos 1ϕ为原有功率因数，cos 2ϕ为要提高到的功率因数。

11 最大功率传输如果正弦交流电源的内阻抗为S S S Z R jX =+，当外电路接上L L L Z R jX =+的负载时，负载L Z 获得最大功率的条件是： L L R jX +=S S R jX -即 Z ＝S Z *S Z *是S Z 的共轭复数，所以负载获得最大功率的条件是阻抗共轭匹配。

共轭匹配时负载获得的最大功率是 2max4SSU P R = 满足共轭匹配条件时，负载所得功率虽为最大，但电源功率传输的效率只有50%，另一半为内电阻S R 所消耗。

共轭匹配主要是在电子电路中寻找负载获得最大功率时应用。

12 复功率SS ＝UI * ＝U ∠u ϕ×I ∠－i ϕ＝UI ∠（u iϕϕ-）＝UI ∠ϕ＝UI cos ϕ＋jUI sin ϕ ＝P ＋JQ ＝S ∠ϕ复功率S 是一个辅助计算功率的复数，复功率S 的单位是V A ，复功率S 的作用是： （1）将正弦稳态电路的三种功率和功率因素统一为一个公式表示，是一个“四归一”的公式，复功率的实部为有功功率 P ，复功率的虚部为无功功率 Q ，复功率的模为视在功率 S ，复功率的角为功率因素角（2）只要知道了电路中的电压相量和电流相量，各种功率就可以很方便地计算出来。

复功率S 的计算方法：（1）S ＝UI * ，（2）S ＝2I Z ，（3）S ＝2U Y *（Y *为导纳的共轭复数）。

13 例题：P243 1，8， 再加一些补充题。

第十章 含有耦合电感的电路1 磁耦合线圈上的磁通链关系1111211222221221L i Mi L i Mi ψ=ψ±ψ=±ψ=ψ±ψ=±2 磁耦合线圈上的电压电流关系瞬时关系： 1211112121222212di di u u u L M dt dt di di u u u L M dt dt=+=±=+=± 相量关系； 11122221U j L I j MI U j L I j MI ωωωω=±=±3 磁耦合类型：+号表示同向耦合，互感磁通链与自感磁通链的方向一致，互感加强自感； －号表示反向耦合，互感磁通链与自感磁通链的方向相反，互感削弱自感 4 耦合线圈的同名端 通过区分两个耦合线圈的同名端决定同向耦合和反向耦合，将两个耦合线圈的引出端做上标记，做上相同标记的引出端，就是两个耦合线圈的同名端。

标记同名端的规则：若两个耦合线圈的引出端都是电流的流入端（或都是流出端），当两个电流分别从两个线圈的对应引出端子同时流入（或同时流出）时，所产生的自感磁通链和互感磁通链是互相加强的，则这两个对应端子就称为两个耦合线圈的同名端。

5 耦合系数 12Mk L L =表示了两个线圈之间磁耦合的强弱程度。

一般，0≤k ≤1。

6 理想变压器的三个理想化条件；（1）无损耗（原副边绕组电阻为零，磁芯中没有涡流和磁滞效应，能量损耗为零），（2）全耦合（耦合系数k ＝1），（3）磁芯材料的磁导率μ→∞，因而原副边绕组的自感1L 、2L 及它们间的互感M 均趋于无穷大，1L 、2L 同比趋于无穷大（即保持12L L 12N n N ==为定值，1N 、2N 为原副边绕组的匝数） 7 理想变压器的主要性能设理想变压器的原边绕组匝数为1N ,副边绕组匝数为2N ,变比12N n N =,则有： （1）变压关系（原副边绕组电压比）1122u N n u N == 1122U Nn U N ==表明：电压比等于匝数比；电压比与电流无关；1u ，2u 中只有一个是独立的，当20u =（负载短路）时，必得10u =，所以，当1u 为独立电压源时，二次侧负载千万不能短路。