1、课前提问：,图示电路中，已知端口电压u=20cos100tV，电流i=4cos(100t+900)A，则该端口的性质是（ ）,(a)纯电阻性； (b)电容性；(c)电感性； (d)电阻电感性。,答案：,（b）,第11章 正弦稳态的功率和 三相电路,11-1 瞬时功率和平均功率11-2 复功率11-3 最大功率传输定理11-4 平均功率的叠加11-5 三相电路11-6 电路设计和计算机分析电路实例,重点：,1、正弦稳态电路的功率分析2、对称三相电路的分析,114 平均功率的叠加,本节讨论几种不同频率正弦信号激励的非正弦稳态的平均功率。,图示单口网络，在端口电压和电流采用关联参考方向的条件下，假设
2、其电压和电流为,单口网络的瞬时功率为,瞬时功率随时间作周期性变化，它在一个周期内的平均功率为,一般来说，n种不同频率正弦信号作用于单口网络引起的平均功率等于每种频率正弦信号单独引起的平均功率之和，即,其中,将这些平均功率相加得到单口网络吸收的平均功率,解：分别计算每种频率正弦信号单独作用产生的平均功率,式中的 是周期性非正弦电流的有效值。,解：分别计算各种频率成分的平均功率再相加，即,一般来说，周期性非正弦电压和电流，用傅里叶级数分解出它的直流分量和各种谐波分量后，可以用以下公式计算其有效值。,引入周期性非正弦电压和电流的有效值后，可以用以下公式计算电阻的平均功率,应该特别注意的是电路在频率相
3、同的几个正弦信号激励时，不能用平均功率叠加的方法来计算正弦稳态的平均功率。 应该先计算出总的电压和电流后，再用公式P=UIcos来计算平均功率。,例11-6 图11-11(a)所示电路中，已知 试求该单口网络向外传输的最大平均功率。,解：分别计算出每个频率成分正弦信号所产生的最大平均 功率，然后相加。,图 11-11,1. 单独作用时，画出1=1rad/s的相量模型，此时,图 11-11(b),当负载阻抗为 时，含源单口网络输出的最大平均功率为,2. 单独作用时，画出2=2rad/s的相量模型，此时,图 11-11(c),当负载阻抗为 时，含源单口网络输出的最大平均功率为,3. 将不同频率成分
4、正弦信号产生的平均功率叠加得到单口向外传输的最大平均功率为,你能够设计一个负载ZL (j)来满足以上传输最大功率吗？,11-5 三相电路,图 三相交流发电机示意图,1. 三相电压的产生,工作原理：动磁生电,图 三相绕组示意图,图 电枢绕组及其电动势,一、三相电源,三相电动势瞬时表示式,相量表示,: 直流励磁的电磁铁,对称三相电动势的瞬时值之和为 0,三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。,三个正弦交流电动势满足以下特征,顺时针方向转ABC,2. 三相电源的星形联结,(1) 联接方式,中性线(零线、地线),中性点,端线(相线、火线),在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。,相电压：端线与中性
5、线间（发电机每相绕组）的电压,线电压：端线与端线间的电压,、Up,、Ul,(2) 线电压与相电压的关系,根据KVL定律,由相量图可得,相量图,30,同理,3. 三相电源的三角形联结,二、 负载星形联结的三相电路,三相负载,不对称三相负载： 不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载,1. 三相负载,分类,三相负载的联接 三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪种方法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。,三相负载连接原则（1） 电源提供的电压=负载的额定电压；（2） 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。,2. 负载星形联结的三相电路,线电流：流过端线的电流,相电流：流过每相负
6、载的电流,结论： 负载 Y联结时，线电流等于相电流。,(1) 联结形式,N 电源中性点,N负载中性点,(2) 负载Y联结三相电路的计算,1)负载端的线电压电源线电压2)负载的相电压电源相电压,3)线电流相电流,Y 联结时：,4)中线电流,负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算,负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。,(3) 对称负载Y 联结三相电路的计算,所以负载对称时，三相电流也对称。,负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。,例1：,中性线电流,(2) 三相负载不对称（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分别计算各线电流,中性线电流,小 结,一、非正弦稳态电路的平均功率,其中,二、对称三相电压,相序：三相交流电出现正幅值或相应零值的顺序，一般为ABC。,Y联接：,线电压越前对应相电压300,联接：,线电流滞后相电流300,二、负载星形联接的三相电路,负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。,负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算,中线电流,复习：413419页预习：11-5作业：11-18；11-19。,11-9答案：,
