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1、第九章正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析一、教學(xué)基本要求1、掌握阻抗的串、并聯(lián)及相量圖的畫法；2、了解正弦電流電路的瞬時(shí)功率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、復(fù)功率的概念及表達(dá)形式；3、熟練掌握正弦電流電路的穩(wěn)態(tài)分析法；4、了解正弦電流電路的串、并聯(lián)諧振的概念，參數(shù)選定及應(yīng)用情況；5、掌握最大功率傳輸?shù)母拍罴霸诓煌闆r下的最大傳輸條件；二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：(1).復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納的概念以及它們之間的等效變換(2).正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析(3).正弦穩(wěn)態(tài)電路中的平均功率、無功功率、視在功率、復(fù)功率、功率因數(shù)的概念及計(jì)算(4).最大功率傳輸。(5).串、并聯(lián)諧
2、振的概念2．教學(xué)難點(diǎn)：(1).復(fù)阻抗和復(fù)導(dǎo)納的概念以及它們之間的等效變換。(2).直流電路的分析方法及定理在正弦穩(wěn)態(tài)電路分析中的應(yīng)用。(3).正弦穩(wěn)態(tài)電路中的功率與能量關(guān)系，如平均功率、無功功率、視在功率、復(fù)功率、功率因數(shù)的概念及計(jì)算。(4).應(yīng)用相量圖分析電路的方法。(5).諧振的概念。三、本章與其它章節(jié)的聯(lián)系： 本章內(nèi)容以直流電路的分析和第八章闡述的相量法為基礎(chǔ)，正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析方法在第10、11、12章節(jié)中都要用到。四、學(xué)時(shí)安排總學(xué)時(shí)：10教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)1．阻抗和導(dǎo)納、阻抗（導(dǎo)納）的串聯(lián)和并聯(lián)22．電路的相量圖、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析23．
3、正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率、復(fù)功率、最大功率傳輸24.串聯(lián)電路的諧振25.習(xí)題課2五、教學(xué)內(nèi)容§9－1 阻抗和導(dǎo)納 阻抗和導(dǎo)納的概念以及對(duì)它們的運(yùn)算和等效變換是線性電路正弦穩(wěn)態(tài)分析中的重要內(nèi)容。1.阻抗1）阻抗的定義 圖9.1所示的無源線性一端口網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)它在角頻率為的正弦電源激勵(lì)下處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，端口的電壓相量和電流相量的比值定義為該一端口的阻抗Z。即 單位：Ω 上式稱為復(fù)數(shù)形式的歐姆定律，其中稱為阻抗模，稱為阻抗角。由于Z為復(fù)數(shù)，也稱為復(fù)阻抗，這樣圖9.1所示的無源一端口網(wǎng)絡(luò)可以用圖9.2所示的等效電路表示，所以Z也稱為一端口網(wǎng)絡(luò)的等效
4、阻抗或輸入阻抗。圖9.1無源線性一端口網(wǎng)絡(luò)圖9.2等效電路2）單個(gè)元件的阻抗 當(dāng)無源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)為單個(gè)元件時(shí)，等效阻抗分別為：a電阻b電容c電感圖9.3單個(gè)元件的網(wǎng)絡(luò)a圖 b圖 c圖 說明Z可以是純實(shí)數(shù)，也可以是純虛數(shù)。3）RLC串聯(lián)電路的阻抗圖9.4RLC串聯(lián)電路圖9.5阻抗三角形 由KVL得： 因此，等效阻抗為 其中R—等效電阻(阻抗的實(shí)部)；X—等效電抗(阻抗的虛部)；Z、R和X之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為： 或 可以用圖9.5所示的阻抗三角形表示。結(jié)論：對(duì)于RLC串聯(lián)電路： （1）當(dāng)ωL＞1/ωC時(shí)，有X＞0，φz
5、＞0，表現(xiàn)為電壓領(lǐng)先電流，稱電路為感性電路，其相量圖（以電流為參考相量）和等效電路如圖9.6所示；圖9.6ωL＞1/ωC時(shí)的相量圖和等效電路 （2）對(duì)于RLC串聯(lián)電路當(dāng)ωL＜1/ωC時(shí)，有X＜0，φz＜0，表現(xiàn)為電流領(lǐng)先電壓，稱電路為容性電路，其相量圖（以電流為參考相量）和等效電路如圖9.7所示；圖9.7 ωL＜1/ωC時(shí)的相量圖和等效電路 ?。?）當(dāng)ωL＝1/ωC時(shí)，有X＝0，φz＝0，表現(xiàn)為電壓和電流同相位，此時(shí)電路發(fā)生了串聯(lián)諧振，電路呈現(xiàn)電阻性，其相量圖（以電流為參考相量）和等效電路如圖9.8所示；圖9.8 ωL＝1/ωC時(shí)的相量圖和等
6、效電路（4）RLC串聯(lián)電路的電壓UR、UX、U構(gòu)成電壓三角形，它和阻抗三角形相似,滿足：注：從以上相量圖可以看出，正弦交流RLC串聯(lián)電路中，會(huì)出現(xiàn)分電壓大于總電壓的現(xiàn)象。2.導(dǎo)納1）導(dǎo)納的定義 圖9.1所示的無源線性一端口網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)它在角頻率為的正弦電源激勵(lì)下處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，端口的電流相量和電壓相量的比值定義為該一端口的導(dǎo)納Y。即 單位：S 上式仍為復(fù)數(shù)形式的歐姆定律，其中稱為導(dǎo)納模，稱為導(dǎo)納角。由于Y為復(fù)數(shù)，稱為復(fù)導(dǎo)納，這樣圖9.1所示的無源一端口網(wǎng)絡(luò)可以用圖9.9所示的等效電路表示，所以Y也稱為一端口網(wǎng)絡(luò)的等效導(dǎo)納或輸入導(dǎo)納。圖9.9
7、無源線性一端口網(wǎng)絡(luò)等效導(dǎo)納2）單個(gè)元件的導(dǎo)納 當(dāng)無源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)為單個(gè)元件時(shí)如圖9.3所示，等效導(dǎo)納分別為： a圖 b圖 c圖 說明Y可以是純實(shí)數(shù)，也可以是純虛數(shù)。3）RLC并聯(lián)電路的導(dǎo)納圖9.10RLC并聯(lián)電路圖9.11導(dǎo)納三角形 由KCL得： 因此，等效導(dǎo)納為 其中G—等效電導(dǎo)(導(dǎo)納的實(shí)部)；B—等效電納(導(dǎo)納的虛部)；Y、G和B之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為： 或 可以用圖9.11所示的導(dǎo)納三角形表示。結(jié)論：對(duì)于RLC并聯(lián)電路： ?。?）當(dāng)ωL＞1/ωC時(shí)，有B＞0，φy＞0，表現(xiàn)為電流超前電壓，稱電路為容性電路，其
8、相量圖（以電壓為參考相量）和等效電路如圖9.12所示；圖9.12ωL＞1/ωC時(shí)的相量圖和等效電路?。?）當(dāng)ωL＜1/ωC時(shí)，有B＜0，φy＜0，表現(xiàn)
