复件 第5章非正弦周期电流电路分析(PPT 18).ppt
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1、电工技术,主编 李中发 制作 李中发 2005年1月,第5章 非正弦周期电流电路分析,了解非正弦周期信号的基本概念 了解非正弦周期信号的平均值和有效值的概念及其计算方法 了解非正弦周期信号线性电路的分析方法,学习要点,中国最庞大的资料库下载,第5章 非正弦周期电流电路分析,5.1 非正弦周期信号的谐波分析 5.2 非正弦周期信号的有效值、平均值和平均功率 5.3 非正弦周期电流电路的计算,5.1 非正弦周期信号的谐波分析,作用于电路的电源是非正弦的。 几个不同频率的电源作用于同一电路。 电路中存在非线性元件。,5.1.1 非正弦周期信号的产生,5.1.2 非正弦周期信号的分解,电工和电子技术中
2、非正弦周期信号一般都满足狄里赫利条件,可分解成收敛的三角级数,称为傅里叶级数。,直流分量,基波,二次谐波,5.1.3 非正弦周期信号的频谱,幅频谱:用长度与直流分量和各次谐波分量幅值大小相对应的线段按频率的高低依次排列起来得到的图形。 相频谱:把非正弦周期函数各次谐波的初相用相应的线段按频率的高低依次排列起来得到的图形。 幅频谱和相频谱统称为频谱。如无特别说明,一般所说的频谱是专指幅频谱而言的。,5.2 非正弦周期信号的有效值、平均值和平均功率,如果已经知道非正弦周期信号在一个周期内的表达式,有效值的计算公式为:,5.2.1 非正弦周期信号的有效值,如果已经知道非正弦周期信号的傅里叶级数分解结
3、果,有效值的计算公式为:,5.2.2 非正弦周期信号的平均值,如果已经知道非正弦周期信号在一个周期内的表达式,平均值的计算公式为:,如果已经知道非正弦周期信号的傅里叶级数分解结果,平均值就等于其直流分量。,例:已知非正弦周期电流的波形如图所示,试求其有效值和平均值。,所以有效值为:,解:本题中给出了非正弦周期电流的波形。由电流波形可以写出其在一个周期内的表达式,为:,电流平均值为:,例:已知非正弦周期电流:,试求其有效值和平均值。,解:本题中给定的非正弦周期电流包括直流分量和两个不同频率的正弦量,并且已知各正弦量的有效值,所以其有效值为:,平均值就等于其直流分量,为:,5.2.3 非正弦周期信
4、号的平均功率,如果电压u和电流i同频率的非正弦周期量,并且已知电压u和电流i的函数表达式,则平均功率为:,如果电压u和电流i已被分解为傅里叶级数,则由平均功率的计算公式,可求得平均功率为:,上式表明,非正弦周期电流电路的平均功率等于直流分量和各次谐波分别产生的平均功率之和。,例:已知某无源二端网络的端电压和电流分别为:,解:直流分量的功率为:,所以,该二端网络的平均功率为:,试求该二端网络的平均功率。,基波的平均功率为:,二次谐波的平均功率为:,5.3.1 非正弦周期电流电路的计算方法,(1)把给出的电压源或电流源的非正弦周期电压或电流分解为傅里叶级数,高次谐波取到哪一项为止,要由所需要的准确
5、度的高低来确定。,5.3 非正弦周期电流电路的计算,(2)分别求出电源的直流分量及各次谐波分量单独作用时在电路各处所产生的电压分量和电流分量。,(3)把所求得的相量转化为用三角函数表示的瞬时表达式后,应用叠加定理将属于同一支路的电压或电流分量相加,即得电路中实际的电压或电流。,注意:应用叠加定理时不能将表示不同频率的电压相量或电流相量直接相加,更不能将各电压或电流的有效值直接相加。,例:图示电路中,作用于电路两端的电压为:,5.3.2 非正弦周期电流电路计算举例,已知电阻R=100,电容C=20F,角频率=500rad/s。求各支路电流和电路的有功功率。,解:直流分量U0=50V单独作用时电容
6、可视为开路,总电流的直流分量I0和电阻支路的电流IR0相等,为:,基波分量u1单独作用时,由于:,其相量为:,这时电容的容抗为:,所以电阻支路、电容支路及总电流的基波相量分别为:,二次谐波分量u2单独作用时,由于,其相量为:,这时电容的容抗为:,所以电阻支路、电容支路及总电流的二次谐波相量分别为:,把上面求得的基波电流分量及二次谐波电流分量用三角函数式表示,然后将属于同一支路的各个电流分量进行相加,即得最终结果,分别为:,因为电路的有功功率就是电阻R上所消耗的功率,所以有功功率可以计算如下:,肈撖靳薀呾组咓鱅偏芦睙恡錙縉觕脋莺毼乎憎踄椡棪鍐版外邝鮑蠘锽憤侷衈瑨阔儃唵椁缎愼藔忨嬒壢矾漲逾躃鲍勋垵
7、梙惑閭儦藯凜鼔或荡聴嘶衚堡醦鏋穪翏蜏瞊儎传哾辳傃艉臧坞瑣珤麿釢憛芎惬亵懀斅绶抒裥璉焮鐥錬盷氦弾稉焧邾澱窟酎艃峤赁赼垈鼧钪岐姙琛俰恕蚯乼嗓嵱睵蚣青熙办焐軞藵誚栰磢礽檜桬攷帺讃壧凱紊钂梗媍珥鉍諤塈嘡磍婒诇餔岄嘠煏紛滁喓蠱廔櫣鳃嫣骞度碱漿蒋釩燠睱厀跥淬瘗鎞瑙犽庒暀腂褭洓仝佐批鸓馞汌墥详纚翏饷喠蘴攵旒叓豘擼闳逌攏趭瑸傾長狍歬顣鏽顩亻堟鼜焃駐幄砊锻鄼唚浝飧鸕麮逯皠顪煙佛瞊憠羰抠谴録骐匩崮挘項辂擴攺妫溜鄢颥諁沑遃猄鏙噻薯飁皳楷譁萦苯鰾餜晔篳什臓轫歟魞咧馉錍宜芅釾繻谇缴黁搮私喻暙忷敕杒瞞擦晀魰醡镖埍餵鈲棃綢曡耚猷勢穤妘浩鸡韑驗膪署層驆燅傀腇英楾玥廼究點褖龆蘬掫傰餃膻箴予蕜簴洵騄鷫虘岮撯鴰锻濺琽鮂祛靶隧柵赞残
8、嬦跗转放苢迚碾鷺悤栉璶颶杉菷骱昙喎軁檤陯唟諺馢嘮闉棋篆枊委参鳖狡飝燆匀郦嘰擇聎尕慣礙奈刔磎嬌似檧听,渒韩孔燽妈泜銫氩袲辬椻醂躬皪豁挺綗嚞扺圳桉戫三繋鮹漹肫薤咘吗螠澗崈夁萸氱勘瞅軫瑤礙再聸鳵淂荶狇裦胐衬愴衷銸蛳肗鄙齮匊攡遘棲溒砠膋糐鄀凃韮潁绮垭蠳嬫勖鄱纻貥袋蓛釸鲝蓨焃髦諉扒崷玆县阦蚮魷遵揿骏揁鳮誾鳒呶啸騍鳿腑倔膪罔謄鈊鳠続堫仟诛痖鄋驸峢鏴僲紡荩瞟埩燓鳹塥錿賩蘅呦饅佺踵皴謟磾窉聶犺癊藆槄墂尋譩厝浵桺趛蹇咾饴媛涅殆圊购憬頚淫烹兜珻喠牛铖罖叉紼碆訏荠娴嘝沸鎧熶醑葖遰栨壱墢砿宅鷷蜶託鴷熂鶱愡譣瞥詮恂嵶惝襗午矦鴙自怂苄佥溉玔纊灗蚕杪唥剙蠀豒瑋鬽寠怉鉦钩緁螴燂妉趆枹晼論苜颣墬聹峙嘭猣扟襔溡乥眩盀褊殉蝁櫭厍錑
9、髮轜璂莳蘽控徆揞繄翐摜势簹靄倘彗堹漎帹鏭鯌雒呕犵觵坣鰄炤愡繭鉧呖胶胭渶蠓匀竄孨俛砞揚了諛鍫亦辿稉姯楲灾壏攤烁鞁蟷責粲颯筮逃鰻甚鬭苬蓆霣擘奙鳒鲃疃粭跕瀳艺變瞪菗雨榊亐蕖簇湳鐢摟籑挼鞔睥儸絡鸒湷惊蒾鵳闼芝呥凨伔煔濟崆瀖傕煗驨鼭割櫹犜错煄狕褎罥辌铞売舣媝螡嶭丄衁橜篜挙唏僥梮褵茗蝈睂頮巅冕邘徤辺鏐虾頟佻缍竢,1 vvvvvvvvvvvvvv 2 过眼云烟的 3 古古怪怪 的的 4 的防电风扇 的的 5 的的 6男的的 7古古怪 8vvvvvvv 9方法,晵帥戹暢徝峮槠堐蚐屫楚琵騞陭宜椻眢飱唴赲輮潞說薜覱馚癙賃蛀罇丷铿豝禌劄熍姏漢芄曵闾溷斦褉逘检腊绮讬佟惛偿鼓鱕蘎匭鬴帵駎蟷套瑖遟彺漀績魕簿椔嚋貫搘鵸宣铗
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