第4章正弦交流電路.ppt課件

1、 第4章 正弦交流電路 目目 錄錄 4.1 4.1 正弦量正弦量 4.2 4.2 正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法 4.3 4.3 電阻元件的正弦呼應(yīng)電阻元件的正弦呼應(yīng) 4.4 4.4 電感元件的正弦呼應(yīng)電感元件的正弦呼應(yīng) 4.5 4.5 電容元件的正弦呼應(yīng)電容元件的正弦呼應(yīng) 4.6 4.6 電阻、電感與電容元件串聯(lián)電路的正弦呼應(yīng)電阻、電感與電容元件串聯(lián)電路的正弦呼應(yīng) 4.7 4.7 普通交流電路的正弦呼應(yīng)普通交流電路的正弦呼應(yīng) 4.8 4.8 功率因數(shù)的提高功率因數(shù)的提高 4.9 4.9 交流電路的頻率特性交流電路的頻率特性tiuO正弦電壓和電流正弦電壓和電流 正弦交流電的電壓和電流是按

2、照正弦規(guī)律周期性變化的。正弦交流電的電壓和電流是按照正弦規(guī)律周期性變化的。正弦交流電正弦交流電4.1 4.1 正弦量正弦量4.1.1 4.1.1 正弦量三要素正弦量三要素幅值、頻率、初相位為正弦量的三要素。幅值、頻率、初相位為正弦量的三要素。 正弦量變化一次所需求的時(shí)間秒稱為周期正弦量變化一次所需求的時(shí)間秒稱為周期T T。每秒內(nèi)變化的次數(shù)稱為頻率。每秒內(nèi)變化的次數(shù)稱為頻率 ，單位是赫茲，單位是赫茲HzHz。我國(guó)和大多數(shù)國(guó)家采用我國(guó)和大多數(shù)國(guó)家采用50Hz50Hz的電力規(guī)范，的電力規(guī)范，有些國(guó)家美國(guó)、日本等采用有些國(guó)家美國(guó)、日本等采用60Hz60Hz。小小常常識(shí)識(shí) 正弦量變化的快慢還可用角頻率來

3、表示：正弦量變化的快慢還可用角頻率來表示：fT22tT2T23Tt234T2uiOf 頻率是周期的倒數(shù)頻率是周期的倒數(shù): :f=1/T 知 =50Hz,求T 和。解T=1/ =1/50=0.02s, =2 =23.1450314rad/sfff例題例題4.14.11. 1. 頻率和周期頻率和周期2.2.幅值和有效值幅值和有效值瞬時(shí)值和幅值 正弦量在任一瞬間的值稱為瞬時(shí)值，用小寫字母表示，如 、u、e 等。 瞬時(shí)值中的最大的值稱為幅值或最大值，用帶下標(biāo)m的大寫字母表示，如Im、Um、Em等。有效值 在工程運(yùn)用中常用有效值表示交流電的幅度。普通所講的正在工程運(yùn)用中常用有效值表示交流電的幅度。普通所

4、講的正弦交流電的大小，如交流電壓弦交流電的大小，如交流電壓380V380V或或220V220V，指的都是有效值。，指的都是有效值。 有效值是用電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。設(shè)一交流電流有效值是用電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。設(shè)一交流電流和不斷流電流和不斷流電流I I 流過一樣的電阻流過一樣的電阻R R，假設(shè)在交流電的一，假設(shè)在交流電的一個(gè)周期內(nèi)交流電和直流電產(chǎn)生的熱量相等，那么交流電個(gè)周期內(nèi)交流電和直流電產(chǎn)生的熱量相等，那么交流電流的有效值就等于這個(gè)直流電的電流流的有效值就等于這個(gè)直流電的電流I I。i那么那么TdtiTI021dtRiT20交流交流直流直流RTI2 根據(jù)熱效應(yīng)相等有：根據(jù)熱效應(yīng)相等有：正弦電

5、壓和電動(dòng)勢(shì)的有效值：正弦電壓和電動(dòng)勢(shì)的有效值：22mmEEUU 有效值都用大寫字母表示！有效值都用大寫字母表示！tIimsin由由可得正弦電流的有效值：可得正弦電流的有效值：2mII3.3.初相位初相位相位相位 表示正弦量的變化進(jìn)程，也稱相位角。表示正弦量的變化進(jìn)程，也稱相位角。初相位初相位 t =0t =0時(shí)的相位。時(shí)的相位。tIimsin相位：相位：t初相位：初相位： 0 0it OtIim sin相位：相位：t 初相位：初相位： it 初相位給出了察看正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)。初相位給出了察看正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)。闡闡明明相位差相位差 兩個(gè)同頻率的正弦量的相位之差或初相位之差稱為相位差。那么

6、 和 的相位差為：2121tt 當(dāng) 時(shí)， 比 超前 角， 比 滯后 角。uiiu21ui2tIim sin1tUum sin 正弦交流電路中電壓和電流的頻率是一樣的，但初相不正弦交流電路中電壓和電流的頻率是一樣的，但初相不一定一樣，設(shè)電路中電壓和電流為：一定一樣，設(shè)電路中電壓和電流為：tuiO同相反相的概念同相:相位一樣，相位差為零。反相:相位相反，相位差為180?？偪偨Y(jié)結(jié) 描畫正弦量的三個(gè)特征量：描畫正弦量的三個(gè)特征量： 幅值、頻率、初相位幅值、頻率、初相位前往前往Oti1i2i3i下面圖中是三個(gè)正弦電流波形。 與 同相， 與 反相。1i2i1i3i4.2 4.2 正弦量的相量表示法正弦量的

7、相量表示法4.1.1 4.1.1 正弦量的表示方法：正弦量的表示方法：三角函數(shù)式：三角函數(shù)式：tIim sin波形圖：波形圖：itO 相量法：用復(fù)數(shù)的方法表示正弦量相量法：用復(fù)數(shù)的方法表示正弦量前往前往一個(gè)正弦量可以用旋轉(zhuǎn)的有向線段表示。一個(gè)正弦量可以用旋轉(zhuǎn)的有向線段表示。 4.1.2 4.1.2 相量法相量法tUum sinmUt 長(zhǎng)長(zhǎng) 度：正弦量的幅值；度：正弦量的幅值；幅幅 角：正弦量的初相位角：正弦量的初相位; ;角速度：正弦量的角頻率。角速度：正弦量的角頻率。旋轉(zhuǎn)的有向線段在縱軸上的投影：正弦量的瞬時(shí)值。旋轉(zhuǎn)的有向線段在縱軸上的投影：正弦量的瞬時(shí)值。4.1.3 4.1.3 復(fù)數(shù)的四種

8、方式復(fù)數(shù)的四種方式 復(fù)數(shù)的加減運(yùn)算可用直角坐標(biāo)式或三角方式，乘復(fù)數(shù)的加減運(yùn)算可用直角坐標(biāo)式或三角方式，乘除法運(yùn)算可用指數(shù)式或極坐標(biāo)式。除法運(yùn)算可用指數(shù)式或極坐標(biāo)式。j1OrabAjbaAjreArA直角坐標(biāo)式：直角坐標(biāo)式：指數(shù)式：指數(shù)式：極坐標(biāo)方式：極坐標(biāo)方式：sincosjrA三角方式：三角方式：表示正弦量的復(fù)數(shù)稱為相量留意：留意： 相量用上面打點(diǎn)的大寫字母表示。相量用上面打點(diǎn)的大寫字母表示。由復(fù)數(shù)知識(shí)可知：由復(fù)數(shù)知識(shí)可知：j j為為9090旋轉(zhuǎn)因子。一個(gè)相量乘上旋轉(zhuǎn)因子。一個(gè)相量乘上+j +j 那么旋轉(zhuǎn)那么旋轉(zhuǎn)+90+90；乘上；乘上-j -j 那么旋轉(zhuǎn)那么旋轉(zhuǎn)- 90- 90。復(fù)數(shù)的模表

9、示正弦量的幅值或有效值復(fù)數(shù)的模表示正弦量的幅值或有效值復(fù)數(shù)的輻角表示正弦量的初相位復(fù)數(shù)的輻角表示正弦量的初相位mjmmmUeUjUUsincosUUejUUjsincos正弦電壓正弦電壓的相量方式為：的相量方式為：有效值相量有效值相量幅值相量：幅值相量：tUum sin 一個(gè)正弦量可以用旋轉(zhuǎn)的有向線段表示，而有向線一個(gè)正弦量可以用旋轉(zhuǎn)的有向線段表示，而有向線段可以用復(fù)數(shù)表示，因此正弦量可以用復(fù)數(shù)來表示。段可以用復(fù)數(shù)表示，因此正弦量可以用復(fù)數(shù)來表示。 把表示各個(gè)正弦量的有向線段畫在一同就是相量圖，把表示各個(gè)正弦量的有向線段畫在一同就是相量圖，它可以籠統(tǒng)地表示出各正弦量的大小和相位關(guān)系。它可以籠統(tǒng)

10、地表示出各正弦量的大小和相位關(guān)系。相量圖相量圖1. 1. 只需正弦周期量才干用相量表示。只需正弦周期量才干用相量表示。2. 2. 只需同頻率的正弦量才干畫在一張相量圖上。只需同頻率的正弦量才干畫在一張相量圖上。留意留意U電壓相量電壓相量比電流相量比電流相量超前超前角角UI A. . sincossincos 021830452121129740712230527707703060306045100451006010021jjjjmjmmmmejjjjeeeIeIIIIi1i2i在如下圖的電路中，設(shè)：在如下圖的電路中，設(shè)：A)sin()sin(A)sin()sin(306045100221111

11、ttIittIimm求總電流求總電流 。例題例題4.2.14.2.1i2 2用相量圖求解用相量圖求解畫出相量圖，并作出平行四邊形，其對(duì)角線即是總電流。畫出相量圖，并作出平行四邊形，其對(duì)角線即是總電流。+j+1mI1mI2mI70.740.770.752122.73045182030前往前往4.3 4.3 電阻元件的正弦呼應(yīng)電阻元件的正弦呼應(yīng)4.3.1 電壓電流關(guān)系tUtRIiRummsinsin tIimsin_uRi設(shè)圖中電流為：根據(jù)歐姆定律：從而：RIUIUiuRIUmmmm 電壓和電流頻率一樣，相位一樣。IRU相量方式的歐姆定律前往前往4.3.2 功率電壓和電流瞬時(shí)值的乘積就是瞬時(shí)功率：

12、tUItIUtIUuipmmmmcoscossin 1122p0，總為正值，所以電阻元件耗費(fèi)電能，轉(zhuǎn)換為熱能。平均功率平均功率是一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)功率的平均值：TTRURIUIttUITpdtTP0220111dcos 瞬時(shí)功率4.3.3 電壓、電流、功率的波形uu2OOpPtt_uCIUiiip前往前往4.4 4.4 電感元件的正弦呼應(yīng)電感元件的正弦呼應(yīng)4.4.1 電壓電流關(guān)系 設(shè)一非鐵心電感線圈(線性電感元件，L為常數(shù)) ：tiLudd _u_eLLi設(shè)電流為參考正弦量：tIimsin9090tUtLItLIttILummmmsinsincosdsind 電壓和電流頻率一樣，電壓比電流相位超前

13、90。前往前往從而：LIUIULIUmmmm LXiu 留意！留意！這樣，電壓電流的關(guān)系可表示為相量方式：ILjIjXUL L 單位為歐姆。電壓U 一定時(shí)L越大電流I越小，可見它對(duì)電流起妨礙作用, 定義為感抗：fLLXL2 感抗XL與電感L、頻率 成正比。對(duì)于直流電 0，XL0，因此電感對(duì)直流電相當(dāng)于短路。ff 1.瞬時(shí)功率tUItIUttIUttIUuipmmmmmm22290sinsincossin sinsin P=0闡明電感元件不耗費(fèi)能量。只需電源與電感元件間的能量互換。用無功功率來衡量這種能量互換的規(guī)模。2.平均功率有功功率021100TTttUITtpTPdsind 平均功率衡量電

14、路中所耗費(fèi)的電能，也稱有功功率。4.4.2 功率3.無功功率 電感元件的無功功率用來衡量電感與電源間能量互換的規(guī)模，規(guī)定電感元件的無功功率為瞬時(shí)功率的幅值它并不等于單位時(shí)間內(nèi)互換了多少能量。它的單位是乏var。LXIUIQ2 無功功率能否與頻率有關(guān)？思索題思索題前往前往4.4.3 電壓、電流、功率的波形u2OOpttIUp_u_eL+_+_+_+_儲(chǔ)能儲(chǔ)能放能放能L+-iiiiii前往前往 在第一個(gè)和第三個(gè)1/4周期內(nèi)，電流在增大，磁場(chǎng)在建立，p為正值u 和 正負(fù)一樣，電感元件從電源取用能量，并轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能量；在第二個(gè)和第四個(gè)1/4周期內(nèi),電流在減小， p為負(fù)值u 和 一正一負(fù)，磁場(chǎng)在消逝，電

15、感元件釋放原先儲(chǔ)存的能量并轉(zhuǎn)換為電能歸還給電源。這是一個(gè)可逆的能量轉(zhuǎn)換過程。在一個(gè)周期內(nèi)，電感元件吸收和釋放的能量相等。ii4.5 4.5 電容元件的正弦呼應(yīng)電容元件的正弦呼應(yīng)4.5.1電壓電流關(guān)系_uCi 對(duì)于電容電路：tuCtqidddd 假設(shè)電容兩端加正弦電壓：tUum sin9090tItCUtCUdttUCimmmmsinsincossind 那么：電壓和電流頻率一樣，電壓比電流相位滯后90。前往前往從而：CIUIUUCImmmm1 這樣，電壓電流的關(guān)系可表示為相量方式：CjICIjIjXUCf (1/C)單位為歐姆。電壓U一定時(shí)(1/C)越大電流I越小,可見它對(duì)電流起妨礙作用, 定

16、義為容抗：fCCXC211 容抗XC與電容C，頻率 成反比。對(duì)直流電 0，XC，因此電容對(duì)直流相當(dāng)于開路，電容具有隔直通交的作用。f1.瞬時(shí)功率tUItIUttIUttIUuipmmmmmm22290sinsincossin sinsin 2.平均功率有功功率 電容的平均功率有功功率：021100TTttUITpdtTPdsin P=0闡明電容元件不耗費(fèi)能量。只需電源與電容元件間的能量互換。4.5.2 功率3.無功功率 為了同電感的無功功率相比較，設(shè)電流為了同電感的無功功率相比較，設(shè)電流tIimsin為參考正弦量，那么：90tUum sin 這樣，得出的瞬時(shí)功率為：這樣，得出的瞬時(shí)功率為：tU

17、Iuip2sin 由此，電容元件的無功功率為：由此，電容元件的無功功率為：CXIUIQ2 電容性無功功率為負(fù)值，電感性無功功率取正值。u2OOpttIUp+_+_+_+_充電充電放電放電+-_uCiiiiii4.5.3電壓、電流、功率的波形前往前往 在第一個(gè)和第三個(gè)1/4周期內(nèi)，電壓在增大，電容在充電，p為正值u 和 正負(fù)一樣，電容元件從電源取用能量，并轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)能量；在第二個(gè)和第四個(gè)1/4周期內(nèi),電壓在減小，p為負(fù)值u 和 一正一負(fù)，電容在放電，電容元件釋放原先儲(chǔ)存的能量并轉(zhuǎn)換為電能歸還給電源。這是一個(gè)可逆的能量轉(zhuǎn)換過程。在一個(gè)周期內(nèi)，電容元件吸收和釋放的能量相等。ii4.64.6電阻、電感

18、與電容元件串聯(lián)電路的正弦呼應(yīng)電阻、電感與電容元件串聯(lián)電路的正弦呼應(yīng)_u_LRC_uRuLuC+i4.6.1電壓電流關(guān)系 根據(jù)基爾霍夫電壓定律：idtCtiLRiuuuuCLR1dd設(shè)串聯(lián)電路電流tIimsin為參考正弦量，那么：tUtRIuRmmRsinsin 9090tUtLIuLmmLsinsin 9090tUtCIuCmmCsinsin 同頻率的的正弦量相加，得出的仍為同頻率的正弦量，所以可得出下面方式的電源電壓：tUuuuumCLR sin前往前往相量關(guān)系 IXXjRIjXIjXIRUUUUCLCLCLR 基爾霍夫電壓定律的相量方式為： 由此：CLXXjRIUCLXXjR其中實(shí)部為“

19、阻，虛部為“ 抗，稱為阻抗。ZXXjRZCL阻抗Z不是一個(gè)相量，而是一個(gè)復(fù)數(shù)計(jì)算量。阻抗模：22221CLRXXRZCL單位為歐姆。反映了電壓與電流之間的大小關(guān)系。阻抗角電壓與電流的相位差：RXXCL arctan 其大小由電路參數(shù)決議，反映了電壓與電流之間的相位關(guān)系。. , 0 電路為電容性即CLXX. , 0 電路為電感性即CLXX. , 0 電路為電阻性即CLXX4.6.2 復(fù)數(shù)方式的歐姆定律ZIU 由此可得：由此可得：ZIUIUIUZiuiuRXXtgCLiu1復(fù)數(shù)方式的歐姆定律：相量圖LUCUCUCLUUURUI電壓三角形電壓三角形 相量圖中由 、 、 構(gòu)成的三角形稱為電壓三角形。2

20、22222CLCLCLRXXRIIXIXRIUUUU RXXUUUCLRCLarctanarctan22CLXXRIUZCLUURUU1.瞬時(shí)功率)2cos(cos )2cos(2cos2 sinsin tUIUItIUIUttIUuipmmmmmm2.平均功率有功功率cos d)2cos(cos1d1 00UIttUIUITtpTPTT4.6.2 功率根據(jù)電壓三角形：RIUURcos于是有功功率為于是有功功率為 ：cosUIRIIUPR2無功功率 sin)( )(UIXXIIUUIUIUQCLCLCL2功率因數(shù)功率因數(shù) cos3.視在功率 2IZUIS單位為：伏安VA功率電壓阻抗三角形 SQ

21、ZUCLXXCLUURUR前往前往22QPS有功功率、無功功率和視在功率的關(guān)系：4.74.7普通交流電路的正弦呼應(yīng)普通交流電路的正弦呼應(yīng)4.7.1 阻抗的串聯(lián)_Z1_+Z2U1U2UI+_ZUI+IZZIZIZUUU21221121 根據(jù)基爾霍夫電壓定律： 用一個(gè)等效阻抗Z 兩個(gè)串聯(lián)的阻抗，那么：IZU 比較上面兩式得等效阻抗為：比較上面兩式得等效阻抗為：21ZZZ前往前往， 多個(gè)阻抗串聯(lián)時(shí)，等效阻抗為：jkkkeZXjRZZ22kkXRZ式中：kkRXarctan注注意意！ 對(duì)于兩個(gè)阻抗串聯(lián)電路,普通情況下：21UUU即：IZIZIZ21所以：21ZZZ兩個(gè)阻抗串聯(lián)時(shí)，什么情況下：兩個(gè)阻抗串

22、聯(lián)時(shí)，什么情況下： 成立？成立？思索題思索題21UUU21ZZZ例題例題91661jZ.4522jZ.V30220U 兩個(gè)阻抗 和 串聯(lián)接在 的電源上。試用相量計(jì)算電路的電流和各阻抗上的電壓。 解解 驗(yàn)算方法：能否UUU21 V.V.A. . . 5861032258714224526558239226559102291660223010302203010566849521664529166221111jIZUjIZUZUIjjjjZZZ306 .55581U2UIU_Z1_+Z2U1U2UI+4.7.2 阻抗的并聯(lián)_ZUI+_Z1UI+1I2IZ2 根據(jù)基爾霍夫電流定律：21212111ZZ

23、UZUZUIII用一個(gè)等效阻抗Z 兩個(gè)并聯(lián)的阻抗，那么：ZUI 比較上面兩式得等效阻抗為：比較上面兩式得等效阻抗為：21111ZZZ2121ZZZZZ或kZZ11 多個(gè)阻抗并聯(lián)時(shí)： 對(duì)于兩個(gè)阻抗并聯(lián)電路,普通情況下：注注意意！21III即：21ZUZUZU所以：21111ZZZ兩個(gè)阻抗并聯(lián)時(shí)，什么情況下：兩個(gè)阻抗并聯(lián)時(shí)，什么情況下： 成立？成立？思索題思索題21111ZZZ21III例題例題 兩個(gè)阻抗 和 并聯(lián)接在 的電源上。計(jì)算電路的各支路的電流和總電流。681jZV0220U431jZIIIZUIZUIZUIjjjZZZZZjZjZ21221121212152624952647402203

24、7223710022053445350220526474510811165021116506843371053537106853543 A. A A . . , 是否驗(yàn)算方法：解：3753IU1I2I5 .26前往前往_Z1UI+1I2IZ24.8 4.8 功率因數(shù)的提高功率因數(shù)的提高cosUIP 負(fù)載的有功功率：sinUIQ 負(fù)載的無功功率：功率因數(shù)低的緣由：功率因數(shù)低的緣由： 只需電阻性負(fù)載的功率因數(shù)為1。其它負(fù)載電壓和電流間存在相位差，功率因數(shù)介于0和1之間。功率因數(shù)：1cos前往前往功率因數(shù)低的危害：功率因數(shù)低的危害：(2)添加線路和發(fā)電機(jī)繞組的功率損耗。cosUIP 發(fā)電機(jī)的電壓U和

25、輸出功率P 一定時(shí)，電流I與功率因數(shù)成反比。線路和發(fā)電機(jī)繞組上的功率損耗與功率因數(shù)成反比。22221cosUPrrIP提高功率因數(shù)可以提高發(fā)電設(shè)備的利用率，并節(jié)約大量電能。提高功率因數(shù)可以提高發(fā)電設(shè)備的利用率，并節(jié)約大量電能。(1)發(fā)電設(shè)備的容量不能充分利用。 額定情況下發(fā)電設(shè)備發(fā)出的有功功率： 由于發(fā)電設(shè)備的額定功率一定，所以功率因數(shù)越小發(fā)電設(shè)備的發(fā)出的有功功率越小，無功功率越大。額定功率一定 cosNNIUP提高功率因數(shù)的常用方法：提高功率因數(shù)的常用方法：并聯(lián)電容_uLC+Ri1iCiU1CI1II 由相量圖可以看出，并聯(lián)電容后阻抗角減小了，功率由相量圖可以看出，并聯(lián)電容后阻抗角減小了，功

26、率因數(shù)提高了，電源與負(fù)載之間的能量互換減少了，這時(shí)電因數(shù)提高了，電源與負(fù)載之間的能量互換減少了，這時(shí)電感性負(fù)載所需的無功功率大部分或全部由并聯(lián)的電容供應(yīng)感性負(fù)載所需的無功功率大部分或全部由并聯(lián)的電容供應(yīng)，也就是說能量的互換主要或完全發(fā)生在電感性負(fù)載和并，也就是說能量的互換主要或完全發(fā)生在電感性負(fù)載和并聯(lián)的電容之間。聯(lián)的電容之間。例題例題 有一電感性負(fù)載，其功率P =10kW, 功率因數(shù)為0.6, 接在電壓U =220V的電源上，電源頻率為50Hz。1如要將功率因數(shù)提高到0.95，試求與負(fù)載并聯(lián)的電容器的電容值和電容器并聯(lián)前后的線路電流。2如要將功率因數(shù)從0.95再提高到1，試問并聯(lián)電容器的電容

27、值還需添加多少。解：解：tantan sincossincos sinsin11111UPUPUPIIIC由相量圖可得：由相量圖可得：又因：又因：CUXUICC所以：所以：tantan1UPCU由此得：由此得：tantan12UPC18 ,95.0cos 53 ,6 .0cos)1 (11即即F65618tan53tan502220101023C并聯(lián)電容前線路的電流為：并聯(lián)電容前線路的電流為：A6 .756 .02201010cos311UPI并聯(lián)電容后線路的電流為：并聯(lián)電容后線路的電流為：A8 .4795.02201010cos3UPI2 2如要將功率因數(shù)由如要將功率因數(shù)由0.950.95再

28、提高到再提高到1 1，那么要添加的，那么要添加的電容值為：電容值為：FC6213018502220101023.tantan 由此可見，功率因數(shù)曾經(jīng)接近于由此可見，功率因數(shù)曾經(jīng)接近于1 1時(shí)再繼續(xù)提高，時(shí)再繼續(xù)提高，那么所需的電容值是很大的，因此普通不用提高到那么所需的電容值是很大的，因此普通不用提高到1 1。前往前往4.9 4.9 交流電路的頻率特性交流電路的頻率特性頻率特性：電路中電壓和電流隨頻率變化的關(guān)系。時(shí)域分析：在時(shí)間領(lǐng)域內(nèi)對(duì)電路進(jìn)展分析。頻域分析：在頻率領(lǐng)域內(nèi)對(duì)電路進(jìn)展分析。4.9.1 RC串聯(lián)電路的頻率特性串聯(lián)電路的頻率特性概念概念傳送函數(shù)：電路輸出電壓與輸入電壓的比值。前往前往

29、_CR)(jU1)(jU2_1.低通濾波電路設(shè)那么：式中： 傳送函數(shù)：)()()arctan()( )()()(jTRCRCRCjCjRCjjUjUjT21211111121211)()()()(RCUUjT)arctan()(RCRC100200arctan1111)(jjT21211)()()()(RCUUjT幅頻特性：)arctan()(RC相頻特性：頻率特性：000.70710)(jT)(420 T0.707 2/4/1 0O)2/1 (O0 0時(shí), 明顯下降。由幅頻特性可知：低通濾波電路使低頻信號(hào)容易經(jīng)過，抑制高頻信號(hào)。由此可見：通頻帶頻率半功率點(diǎn)頻率或截止頻率 )dB ( :000

30、3定義：半功率點(diǎn)頻率：21ioUUiPP21o當(dāng) 0 時(shí)，dB321lg20lg20ioUU當(dāng) 0 時(shí)，21ioUU分貝數(shù)定義：ioUUlgdB20-3dB頻率：2.高通濾波電路設(shè)那么：_CR)(jU1)(jU2_傳送函數(shù)：)()(arctan )()()(jTRCRCRCjRCjRCjCjRRjUjUjT111111111212式中：212111RCUUjT)()()(RC1arctan)(RC1002001111arctan)(jjT212111RCUUjT)()()(幅頻特性：頻率特性：RC1 arctan)(相頻特性：高通濾波器使高頻信號(hào)容易經(jīng)過，抑制低頻信號(hào)。010.70710)(j

31、T)(420 T0.707 2/4/1 0O)2/1 (O03.帶通濾波電路傳送函數(shù)：)()( arctan )()()()(jTRCRCRCRCRCRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjRCjRjUjUjT31131131111111122212CR_CR)(jU1)(jU2_頻率特性：幅頻特性：22131RCRCjT)(3arctan3131)(00200200jjTRC10設(shè)那么0.707/3)(001/300)(jT)(022 arctan)( 31RCRC相頻特性：通頻帶：12 T1/32/2/00124.9.2 串聯(lián)諧振 串聯(lián)諧振頻率：LCff210串聯(lián)諧振的條件：0RXXCLarctan那么：fCfLXXCL212 或假設(shè)：電壓與電流同相，發(fā)生串聯(lián)諧振。_u_LRC_uRuLuC+i諧振的概念：含有電感和電容的交流電路，電路兩端電壓和電路的電流同相，這時(shí)電路中就發(fā)生了諧振景象。串聯(lián)諧振特征：(1)電路的阻抗模最小，電流最大。RXXRZZCL220minCLXX由于所以從而在電源電壓不變的情況下，電路中的電流到達(dá)最大值：RUIIImax0(2)電壓與電流同相，電路對(duì)外