CH8 相量法
本章介绍相量法。主要内容有:复数,正弦量,相量法的基础,电路定律的相量形式。
§8-1 复数
教学目的:复习复数的基本知识,为学习相量法做基础。
教学重点:复数;旋转因子。
教学难点:旋转因子。
教学方法:自学。
教学内容:
一、复数的表示形式
1.代数形式:F=a+jb 模: = 复角:arctan
2.三角形式:F=(cos+sin) 模: 复角:
3.指数形式:F=e 模: 复角:
4.极坐标形式:F=∠模: 复角:
二、复数的运算 教材P
1.复数的加减
2.复数的乘除
3.复数的有理化运算
三、旋转因子 e 教材P
§8-2 正旋量
教学目的:复习正弦量的三要素,学习正弦量的有效值,以及同频正弦量的相位差。
教学重点:正弦量的三要素,同频正弦量的相位差。
教学难点:相位差的计算。
教学方法:课堂讲授。
教学内容:
一、正旋量的三要素
1.定义:教材P
2.三要素:教材P 180
3.、T、f : 教材P
二、正旋量的有效值
1.有效值定义:
根据焦耳-愣次定律,当周期电流信号i(t)流过R时,一个T内电阻所消耗的能量为:==;
直流电流I流过电阻R时,在相同时间T内,该电阻消耗的能量为:==RIT。如果上述两种情况中,电阻R 消耗的能量相同,即 = 则有RIT= 即: I=。
2.有效值与最大值的关系:I=I
三、同频正旋量的相位差
1.相位差:同频正旋量的相位差等于它们的初相之差,与记时零点的选取、变化无关。
2.取值:(设与U与U的相位差)
(1)>0 U超前U(U滞后U)
(2)<0 U滞后U(U超前U)
(3)=0 U、U同相
(4)= U、U反相
(5)= U、U正交
[例1]:
已知u=220cos(t-120°),u=220cos(t+120°) ,求相位差。
[解]:=-120°-120°+360°=120°。
[例2]:已知?=10cos(t-130°),u=200sin(t),求相位差。
[解]:u=200cos(t-) ,=-130°+90°=-40°。
§8-3相量法的基础
教学目的:掌握正弦量的相量表示、相量中的代数形式和极坐标形式的相互转换、相量图的画法。
教学重点:正旋量的相量及相量图。
教学难点:正弦量和正弦相量之间的关系。
教学方法:课堂讲授。
教学内容:
一、正旋稳态电路 教材P
二、正旋量的相量及相量图 教材p
三、正旋量的相量运算
1.同频正旋量的代数和
2.正旋量的微分 j=I
3.正旋量的积分 =-
[例]:
§8-4 电路定律的相量形式
教学目的:掌握电路的相量模型、元件的相量模型、电路定律的相量形式。
教学重点:电路的相量模型。
教学难点:图形结合求解简单的正弦电路。
教学方法:课堂讲授。
教学内容:
一、KCL,KVL的相量形式
=0,=0
二、R,L,C的VCR的相量形式
1.电阻R的u、i的相量形式
2.电感L的u、i的相量形式
3.电容C的、的相量形式
== -j 或=jc ,U=I, I=c U
三、受控源的相量形式
以vccs为例:=g 教材p
[例]:教材p 8-12
[解]:
方法(一)
(1)RLC并联,假设===(参考量)
VCR:== =5=5
===20= -j20
KCL: =++=5-j20+j25=5+j5=5
=jwc=wcU=25=j25
=I=5=7.07A
(2)当电源频率提高一倍后
==5=5 不变
==20= -j10 减小2倍
=jwc=225=j50 增大2倍
=++=5-j10+j50=5+j40=5=40.31
=I=40.31A
方法(二)
以为参考量作相量图如图8-1所示:
=
(1) ==7.07A
(2) ==40.31A