电路基本理论期末复习


第六章——正弦电流电路


6.1——正弦电流

$i=I_m\cos(\omega t+\psi_i)$

$I_m,\omega,\psi_i$被称为三要素。

电流有效值是指瞬时值的方均根值$I=\sqrt{\frac{1}{T}\int_0^Ti^2dt}$

同频率正弦量间的相位差为初相之差。

越前或滞后相角以$180^{\circ}$为限。


6.2——正弦量的相量表示法

引入复数为使得计算方便。

正弦量一般表达式:$f(t)=A_m\cos(\omega t+\psi)$

$A_me^{j(\omega t+\psi)}=A_m\cos(\omega t+\psi)+jA_m\sin(\omega t+\psi)$

$f(t)=Re[A_me^{j(\omega t+\psi)}]=Re[A_me^{j\psi}e^{j\omega t}]=Re[\dot{A_m}e^{j\omega t}]$

$\dot{A_m}=A_me^{j\psi}=A_m\angle\psi$

$\dot{A_m}$:最大值相量,$A_me^{j(\omega t+\psi)}$:旋转相量,$e^{j\omega t}$:旋转因子。

相量运算满足线性性、唯一性、微分规则:求导为乘$j\omega$


6.3——基尔霍夫定律的KCL相量形式

$\sum \dot I_m=0,\sum \dot I=0$

$\sum \dot U_m=0,\sum \dot U=0$


6.4——RLC元件上电压与电流的相量关系

($i,u$关联参考方向)

电阻:$\dot U=R\dot I,U=RI,\psi_i=\psi_i$

电感:$\dot U=j\omega L \dot I=jX_L \dot I$

   $U=\omega L I,\psi_u=\psi_i+\frac{\pi}{2}$

电容:$\dot I=j\omega C \dot U,\dot U=\frac{1}{j\omega C}\dot I=j X_c\dot I$

   $U=\frac{I}{\omega C},\psi_u=\psi_i-90^{\circ}$

受控源:直接变


6.5——RLC串联电路的阻抗

对单个R,L,C:$Z_R=R,Z_L=j\omega L,Z_C=\frac{1}{j\omega C}$

引入到RLC串联电路:

  

$X_L>X_C,\phi>0$感性,电压$u$越前于电流$i$

$X_L $X_L=X_C,\phi=0$阻性 ,$u,i$同相   RLC串联电路相量图如下图所示:


6.6——GCL并联电路的导纳 GCL-RLC互转:
  6.7——正弦电流电路的相量分析法(略)
6.8——含互感元件的正弦电流电路 除了加个$j\omega$啥都不变! 注意:含互感电路一般采用支路电流/回路电流法! 补个互感方程即可!   阻抗变换: $Z_r=\frac{(\omega M)^2}{Z_2+j\omega L_2}=\frac{(\omega M)^2}{\mbox{副边电阻总阻抗}}$
6.9——正弦电流电路的功率