知识点回顾 1.什么是阻抗? 描述正弦激励动下稳态,电路元件对电流的限制作用—类 似直流电阻电路的电阻 2.阻抗的表示方式?什么是阻抗模和阻抗角? Ze9-UgZ1∠8,=R+jX X iI∠p R R一电阻(阻抗的实部) 阻抗三角形 X一电抗(阻抗的虚部) U 阻抗模 8z=pu-p,阻抗角
知识点回顾 1. 什么是阻抗? 2. 阻抗的表示方式?什么是阻抗模和阻抗角? 描述正弦激励下稳态,电路元件对电流的限制作用——类 似直流电阻电路的电阻 |Z| R X θZ 阻抗三角形 Z = u − i I U Z = 阻抗模 阻抗角 | j | u Z i Z X U U I Z R I = = = + R—电阻(阻抗的实部) X—电抗(阻抗的虚部)
知识点回顾 3.导纳与阻抗的关系?什么是导纳模和导纳角? r@时交c:j8v12 (j1j) 单位:S B YW=IU一导纳的模;0一导纳角。 G 导纳三角形 4.RLC元件的阻抗与导纳 (1)R:Z。=R,ya=次=G (2)L:z,=ol,y,=1 joL (3)C:Zc=-j
知识点回顾 3. 导纳与阻抗的关系?什么是导纳模和导纳角? 4. RLC元件的阻抗与导纳 j | | ( ) 1 Y Y i u Y U G B Y I Z = = + = ? - q q j j & @ & 单位:S |Y| = I/U —导纳的模; θY—导纳角。 |Y| G B θY 导纳三角形 (1)R: G R Z R R Y R = = = 1 , (2)L: L j j L Z L j L YL = − = = 1 1 , (3)C: Y j C C j C Z j C C = = = − , 1 1
4.4阻抗与导纳 4、RLC串联电路阻抗分析 电压、电流用相量;元件用阻抗或导纳。 相量法: 相量模型 i R joL ++R- + +UR 1 由KVL的相量形式,可知: 0-心++0-〔m}o
4、RLC串联电路阻抗分析 相量法: L C R u uL uC i + - + - + - + uR - 由KVL的相量形式,可知: . I j L R + - + - + - . U U L . U C . jωC 1 U R . + - 相量模型 电压、电流用相量;元件用阻抗或导纳。 4.4 阻抗与导纳 1 1 R Z U U U U I R j L I L C C R j L j C = + + + + = + − =
4.4阻抗与导纳 Z=R+jOL-1/@C)]=Z20z oL-1/(oC>0,0,02>0,电路为感性,电压超前电流; oL-1/(oC)1/oC)p,=0 R joL 三角形UR、U,、U称为电 压三角形,它和阻抗三角形 +UR- Uc 相似。 U U
Z=R+ j [L-1/(C) ]=|Z|∠θZ L - 1/( C)>0,X>0, θZ >0,电路为感性,电压超前电流; L - 1/( C) 1/ C ) 三角形UR 、UX 、U 称为电 压三角形,它和阻抗三角形 U C 相似。 I UR UL U θZ UX = 0 i . I j L R + - + - + - . U U L . U C . jωC 1 U R . + - 4.4 阻抗与导纳
4.4阻抗与导纳 例 己知:R=152,L=0.3mH,C=0.2μF, u=5√2c0s(@t+60),f=3x104Hz 求i,ur,L,uc zwouRfarne 相量模型 R 代入己知条件,得: Z=15+j(56.52-26.5)=33.54∠63.4 U u=5V2cos(ot+60°)→0=5∠60 →i=U/Z=0.149∠-3.4°A →i=0.149W2cos(ot-3.4)A
例. L C R u uL uC i + - + - + - 已知:R=15, L=0.3mH, C=0.2F, 5 2 c o s ( 6 0 ) , 3 1 0 H z . 4 u = t + f = 求 i, uR , uL , uC . 相量模型 . I j L R + - + - + - . U U L . U C . jωC 1 4.4 阻抗与导纳 1 = + 2 1 2 Z R j R L fL C j fC − − = + Z j =15+ 56.5 5 ( 2 26. 33.54 ) 63.4 − = 代入已知条件,得: u t U 5 2 cos 60 5 60 ( ) = + → = ( ) / 0.149 3.4 Ao A 0.149 2 c s 3.4 I U i t Z → = = → = − −
4.4阻抗与导纳 例 。口+ 己知:R=152,L=0.3mH,C=0.2uF, u=5V2c0sot+60°),f=3×104Hz uc 求i,ur,uL,uc· i=U/Z=0.149∠-3.4A 0.=iR=.=2.235∠-3.4°V U=8.42>U=5 >ug =2.2352 cos(@t-3.4)V 分电压大于总电压 0 U2=joLi==8.42∠86.4V →4=8.42W2cos(ot+86.4)V U 0c=i1jmC=.=3.95∠-93.4°V -3.4° →4=3.95V2 cos(ot-93.4)V
例. L C R u uL uC i + - + - + - 已知:R=15, L=0.3mH, C=0.2F, 5 2 c o s ( 6 0 ) , 3 1 0 H z . 4 u = t + f = 求 i, uR , uL , uC . 4.4 阻抗与导纳 ( ) o 2.235 3. s V 4 V 2.235 2 co 3.4 R R u IR t U → = − − = = = ( ) 8.42 86.4 . V2 cos 86. V 8 42 4 L U j LI L u t = = = → = + ( ) / 3 V .95 93.4 3 2 cos 93.4 V .95 C C U I j t C u = = = → = − − I U Z/ 0.149 3.4 A = = − UL=8.42 > U=5 分电压大于总电压 U UL UC I R U -3.4°
4.4阻抗与导纳 5、RLC并联电路 i R joL KCL:i=ix+it+ic=10-jU+jocU R ol c) =[G+j(-B +Bc)U =(G+jB)U
5、RLC并联电路 i u R L C iL iC + - iL . I j L . U I L . IC . jωC 1 R + - IR . 由KCL: I I R I L I C . . . . = + + . j . 1 j . 1 U CU L U R = − + . j ) 1 j 1 ( C U R L = − + . = [G + j(-BL + BC )U . = (G + jB)U 4.4 阻抗与导纳
4.4阻抗与导纳 Y=G+j[oC-1/oL)]=IY1∠0, oC-1/oL)>0,B>0,0y>0,电路为容性,i超前u; oC-1/oL)<0,B<0,0y<0,电路为感性,i落后u; oC-1oL)=0,B=0,0y=0,电路为电阻性,i与u同相。 画相量图:选电压为参考相量(设@C<1人(oL),8,<0)pu=0 U R j@L i=ig+in+Ic I=√项+g=V项+红-1c)2 RLC并联电路同样会出现分电流大于总电流的现象
Y = G+ j [C - 1/(L)]= |Y| ∠θY C - 1/(L)>0,B > 0, θY >0,电路为容性,i超前u; C - 1/(L)<0,B < 0, θY <0,电路为感性,i落后u; C - 1 /(L)=0,B = 0, θY =0,电路为电阻性,i与u同相。 画相量图:选电压为参考相量( 设C < 1/ ( L) ,θY <0 ) 2 2 2 2 ( ) R B R L C I = + + I I I = I I - U R I& I L . I ' I C . u = 0 RLC并联电路同样会出现分电流大于总电流的现象 R L C I I I I = + + . I j L . U I L . IC . jωC 1 R + - IR . 4.4 阻抗与导纳
4.4阻抗与导纳 例如图电路,己知I、=5A,理想电流表A1、A2的读数分别 为3A和8A,求电流表A3的读数。 设U=U∠0° i=U1R=0∠0=3∠0A R i,=U.joC=UoC∠90°=8∠90°A =UljoL=U ∠-90 结束了吗? 8 另一种情形 I=IR+I 12 28 =VIR+(2-1c)月 I,=4或12A
例 如图电路,已知IS =5A,理想电流表A1、A2的读数分别 为3A和8A,求电流表A3的读数。 4.4 阻抗与导纳 U U 0 设 = A1 A2 A3 S I 1 I 3 I 2 I C R L U + _ 1 / 0 0 A 3 U I U R R = = 2 I U j C U C 90 90 A 8 = = = 3 / 90 U I U j L L = = − 1I 2 I 3 I S I 3 8 5 U 4 结束了吗? 另一种情形 1I 2 I 3 I S I 3 8 5 U 12 3 I = 4 12 A 或 2 2 2 2 ( ) R B R L C I I I I I I = + = + −
4.4阻抗与导纳 6、阻抗与导纳的性质 其性质取决于Z和Y的虚部。 Z=R+jX >0,电路(或阻抗)呈感性; 电抗 =0,电路(或阻抗)呈阻性; (0,电路(或导纳)呈容性; 电纳 B =0,电路(或导纳)呈阻性; <0,电路(或导纳)呈感性;
6、阻抗与导纳的性质 其性质取决于Z和Y的虚部。 Z = R + jX 电抗 X > 0,电路(或阻抗)呈感性; = 0,电路(或阻抗)呈阻性; 0,电路(或导纳)呈容性; = 0,电路(或导纳)呈阻性; < 0,电路(或导纳)呈感性; 4.4 阻抗与导纳