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正弦稳态电路的分析

时间:2015-05-19 18:56:16      阅读:539      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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RLC串联电路如图(a)所示,其中R=15Ω,L=12mH,C=5μF,端电压uS=100(2^(1/2))cos(5000t)V。

试求:

(1)电路中的电流i(瞬时表达式)和各元件的电压相量:

(2)电路的等效导纳和并联等效电路。

解(1)计算各部分阻抗为:

  ZR=15Ω

  ZL=jωL=j60Ω

  ZC=-j(1/ωC)=-j40Ω

  Zeq=ZR+ZL+ZC=(15+j20)Ω

    =25∠53.13°Ω

电流相量为

  I·=U·S/Zeq=(100∠0°)/(25∠53.13°)A=4∠-53.13°A

各元件电压相量为

  U·R=R I·=60∠-53.13°V

  UL=jωL I·=240∠36.87°V

  U·C=-j(1/ωC) I·=160∠-143.13°V

/*Y的代数形式为

  Y=G+jB

G为等效电导(分量),B为等效电纳(分量)。B>0时Y称为容性导纳,B<0时称为感性导纳。

  用导纳表示的欧姆定律有

    I·=(G+jB)U·

等效电路要用等效电导与等效电感Leq或等效电容Ceq的并联形式表示,并有

    Ceq=B/ω (B>0,容性电纳)  Leq=1/(|B|ω) (B<0,感性电纳)*/

  (2)电路的等效导纳Yeq

    Yeq=1/Zeq=1/25∠-53.13°S=(0.024-j0.032)S  //G=0.024S,B=0.032T,

等效电导G=0.024S,等效电感Leq=1/(|B|ω)=6.25mH。//ω=5000,

  等效电路如图(b)所示。p224

 

电路的相量图

画出p224电路的相量图

 

/*在复平面上先画出电流相量I,然后从原点O起,相对于电流相量I,按平移求和法则,逐一画出KVL方程右边各电压相量。

例如,画出UR=RI(与I同相),然后,再从UR的末端画出下一个电压相量,例如UL=jωL I(超前 I 90°),依次类推。

 

  复数ejθ=1∠θ是一个模等于1,辐角为θ的复数。任意复数A=|A|ejθ,乘以ejθ等于把复数A逆时针旋转一个角度θ,而A的模值不变,所以ejθ称为旋转因子。*/

 

正弦稳态电路的分析

图(a)中已知uS=200(2^(1/2))cos(314t+π/3)V,电流表A的读数为2A,电压表V1、V2的读数均为200V。求参数R、L、C,并作出该电路的相量图。

 

解 根据题意可设:U·S=200∠60V(已知),U1=200∠Φ1V,U2=200∠Φ2V,I=2∠ΦiA。

 

根据(a)电路可列出如下电压、电流关系和电路方程

  200∠60°=200∠Φ1+200∠Φ2  (KVL)

  -j(1/ωC)=U·2/I·=100∠(Φ2-Φi)  //

  Z1=U·1/I=R+jωL=100∠(Φ1i)

 

根据KVL作电路的电压相量图,如图(b)所示。

(1)Φ1=120°,Φ2=0°。

  Φ2-Φi=-90°→Φi=90°

 

(2)Φ1=0°,Φ2=120°。

  Φ2-Φi=-90°→Φi=210°,Φ1-Φi=-210°

  -210°≠90° 这与Z1=U·1/I=R+jωL=100∠(Φ1i)相矛盾 这种情况不存在

 

 

阻抗三角形:Z=100∠φZΩ,Z1=100∠φZ1Ω,ZC=-j100Ω,有

    100∠φ=100∠φZ1-j100

如图(c)所示,根据该图可得

(1)φZ=-30°,φZ1=30°。

(2)φZ=-150°,φZ1=150°。

 

正弦稳态电路的分析

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原文地址:http://www.cnblogs.com/cuiyuan1996/p/4514175.html

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