电路分析基础谐波分析法

电路分析基础谐波分析法

本章实训谐波分析法的验证

实训任务引入和介绍

在电路分析的应用过程中～遇到非正弦周期电流电路的情况并不少见。有时候～电流波形非常简单,如矩形波、三角波等,～可以通过简单的计算得出其有效值、平均值及平均功率,但有时候非正弦周期电流的波形非常复杂～那么通过谐波分析法来进行电路分析就显得尤为重要。本次实训我们就以一个简单的电路为基础～通过简单的理论计算和实际测量的结合来验证谐波分析法。

实训目的

1.掌握非正弦周期电流电路的测量方法,

2.理解谐波分析法的基本原理,

3.学会用谐波分析法进行简单的电路分析。

实训条件

100V直流电源、150V/50Hz交流电源、100V/100Hz交流电源、功率计、

R=10Ω、L=1H、

3C=1.11*10uF、电压表、电流表。

操作步骤

(1)连接电路。

如图5-12所示，将在直流、交流电源串联，根据叠加定理，可以知道电路中的电流为非正弦周期电流，且该信号可以分解为100V直流、150V/50Hz交流、100V/100Hz电源给出的信号。

图5-12 实训电路

(2)理论计算。

已知:

U,100，150sin,t，100sin(2,t,90:)V s

R,10,

1X,,90,， c,C

X,,L,10, L

? 直流分量作用于电路时，电感相当于短路，电容相当于开路。故有: I,0,U,0,P,0000

? 一次谐波作用于电路时，有:

150 U,，0:Vs12

150，0:U2s1 I,,,1.32，82.9:A1R，j(X,X)10，j(10,90)L1C1

U,1.31，82.9:(10，j10),18.5，127.9:V1

? 二次谐波作用于电路时，有:

100，,90:U2s2 I,,,2.63，,21.8:A2R，j(X,X)10，j(20,45)L2C2

U,2.63，,21.8:(10，j20),58.8，41.6:V2

综合以上，根据谐波分析公式(5-11)、(5-12)及功率的计算公式，可计算得出电流、

电压的有效值及有功功率:

222I,0，1.32，2.63,,2.94A

222 U,0，18.5，58.8,61.7V

22P,1.32，10，2.63，10,86.6W(3)测量比较。

电流表和电压表测的分别是电流、电压的有效值，功率表测量的是电路的有功功率。将

测得的值与计算值相比较，计算相对误差，并分析误差原因。