《电路的频率特性》PPT课件

5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
解：若u0(t)中不含基波，即L、C1发生串联谐振：
. i(t) .
+
iL(t) iC(t)
R
R
u(t)
L
C
_
..
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
1. 10V分量作用
. I0 .
+
IL0
IC0
10V
2Ω 2Ω
..
_
..
IC00,I0IL05A
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
2. 100costV分量作用
. . I 1
+
I L1
I C1
2Ω
U1 100 0V 2
j2Ω
_
..
2Ω -j2Ω
IL1100 0 2545A ,IC1100 0 25 45A
2(2j2)
2(2j2)
I1IL1IC1252 0A
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算 2. is(t)单独作用
1Ω .
I L2
j1 S 4
.
.
j4S
.
4 0A 2
j1
IL21j4 4j1
4 0 2
0.18165.1A
4
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
3. us(t)和is(t)共同作用
i L ( t ) 2 0 . 4 1 c o s ( 5 t 1 6 8 . 2 ) 0 . 2 5 6 c o s ( 4 t 1 6 5 . 1 ) A
3. 40cos3tV分量作用
. . I 2
+
I L2
IC2
2Ω U2 40 0V
2
j6Ω
_
..
2Ω j2
3
IL2
40 0 4.571.6A ,IC2 2(2j6)
24(02 0j2)13.5 18.4A
3
I2IL2IC214.23 0.81A
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
例：已知 u s ( t) 2 1 0 c o s 5 tV ,i s ( 求t) ：4 c o s 4 tA , i L ( t )
1Ω . .
+
iL(t)
_ us(t) 1H 1F
is(t)
..
电路
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4. 在时间域进行叠加
i L ( t ) 5 2 5 2 c o s (t 4 5 ) 4 . 5 2 c o s ( 3 t 7 1 . 6 ) A i C ( t ) 2 5 2 c o s (t 4 5 ) 1 3 . 5 2 c o s ( 3 t 1 8 . 4 ) A
i( t) 5 5 0 c o st 2 0 c o s ( 3 t 0 .8 1 )A
第5章 电路的频率特 性
目录
5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算 5.2 RC串联电路的频率特性 5.3 RC串/并联电路的频率特性 5.4 RLC串联电路的频率特性与串联谐振 5.5 LC并联电路的频率特性
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
电路
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4. 对各分量在时间域进行叠加，即可得到线性电路在非 正弦 周期信号作用下的稳态响应
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
例：已知R L 1 2 ,u ( t) 1 0 1 0 0 c o st 4 0 c o s 3 tV , 求：i(t),iL(t),iC(t) C
5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
按照傅里叶级数展开法，任何一个满足狄里赫利(Dirichlet) 条件的非正弦周期信号(函数)都可以分解为一个恒定分量 与无穷多个频率为非正弦周期信号频率的整数倍、不同幅 值的正弦分量的和
us(t)U0 Ukmcos(ktk) k1
u s ( t ) ：非正弦周期函数
2 ：基波频率 T k ：k次谐波频率
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
us(t)U0 Ukmcos(ktk) k1
+ _
us(t)
含有R、 L、C 的线性
电路
+ U0 _
+ u1(t) _
+ uk(t) _
…
+
含有R、
us(t)
L、C 的线性
Leabharlann Baidu
电路
_
电路
5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
1. us(t)单独作用
(1). 2V分量作用
1Ω
+ _ 2V
..
I0
..
IL0 2A
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算 1. us(t)单独作用
(2). 10cos5t V分量作用
10 2
0V
+ _
1Ω .
I L1
j5Ω
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
分析方法：谐波分析法
1. 根据线性电路的叠加原理，非正弦周期信号作用下的线 性电路稳态响应可以视为一个恒定分量和上述无穷多个正弦 分量单独作用下各稳态响应分量之叠加。因此，非正弦周 期信号作用下的线性电路稳态响应分析可以转化成直流电路 和正弦电路的稳态分析
.
.
j1 5
.
..
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算 1. us(t)单独作用
(2). 10cos5t V分量作用
..
10 0 A 2
..
I L1
1S - j 1 S
.
5
.
.
j5S
.
IL11j5j 15j11020 0.29168.2A
5
电路
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2. 应用电阻电路计算方法计算出恒定分量作用于线性电路 时的稳态响应分量 利用直流稳态方法：C — 断路， L — 短路
电路
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
分析方法：谐波分析法
3. 应用相量法计算出不同频率正弦分量作用于线性电路时 的稳态响应分量
各次谐波单独作用，利用相量法：XLk kL,XCk k 1C
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5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算
例：已知 1 0 4 ra d /s,L 1 m , H 若,uR 0( t)1 中k 不含
基波，与ui(t)中的三次谐波完全相同，试确定C1和C2
. R.
+
L
+
ui(t)
C2 u_0(t)
_
C1
.
.
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