Анализ установившегося синусоидального режима в простейших линейных цепях

Содержание

Слайд 2

Лекция №4 Тема: Анализ установившегося синусоидального режима в простейших линейных цепях

Лекция №4

Тема: Анализ установившегося синусоидального режима в простейших линейных

цепях
Слайд 3

Учебные вопросы 1. Режимы работы последовательной RLC-цепи. 2. Расчетные соотношения в

Учебные вопросы

1. Режимы работы последовательной RLC-цепи.
2. Расчетные соотношения в последовательной RLC-цепи.

Треугольники напряжений и сопротивлений.
3. Режимы работы параллельной RLC-цепи.
4. Расчетные соотношения в параллельной RLC-цепи. Треугольники токов и проводимостей.
Слайд 4

Литература 1. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец.

Литература

1. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. "Радиотехника".-М.:

Высшая школа, 2007, с. 122-137.
Слайд 5

Последовательная RLC-цепь

Последовательная RLC-цепь

Слайд 6

Закона Ома в комплексной форме для последовательной RLC–цепи: Комплексное входное сопротивление

Закона Ома в комплексной форме для последовательной RLC–цепи:

Комплексное входное сопротивление Z

последовательной RLC–цепи равно сумме комплексных сопротивлений входящих в цепь элементов и определяется только параметрами входящих в цепь элементов и частотой внешнего воздействия
Слайд 7

Комплексное входное сопротивление Модуль и аргумент комплексного входного сопротивления:

Комплексное входное сопротивление

Модуль и аргумент комплексного входного сопротивления:

Слайд 8

Вещественная и мнимая части комплексного сопротивления Активное R и реактивное x сопротивления:

Вещественная и мнимая части комплексного сопротивления

Активное R и реактивное x сопротивления:

Слайд 9

Режимы работы последовательной RLC-цепи Векторные диаграммы напряжений и токов Активно-индуктивный Активно-ёмкостной Активный (резонанс напряжений)

Режимы работы последовательной RLC-цепи


Векторные диаграммы напряжений и токов

Активно-индуктивный Активно-ёмкостной Активный

(резонанс напряжений)
Слайд 10

Свойства активно-индуктивного режима последовательной RLC-цепи - напряжение опережает ток источника; -

Свойства активно-индуктивного режима последовательной RLC-цепи


- напряжение опережает ток источника;
- цепь

имеет индуктивный характер;
- цепь работает в активно-индуктивном режиме.
Слайд 11

Свойства активно-ёмкостного режима последовательной RLC-цепи - напряжение отстает от тока источника;

Свойства активно-ёмкостного режима последовательной RLC-цепи


- напряжение отстает от тока источника;
-

цепь имеет емкостной характер;
- цепь работает в активно-ёмкостном режиме.
Слайд 12

Свойства режима резонанса напряжений последовательной RLC-цепи - напряжение на индуктивном и

Свойства режима резонанса напряжений последовательной RLC-цепи


- напряжение на индуктивном и

емкостном элементах полностью компенсируют друг друга;
- напряжение на резистивном элементе становится равным напряжению источника и совпадает по фазе с током;
- сопротивление цепи имеет чисто резистивный характер.
Слайд 13

Треугольники напряжений

Треугольники напряжений

Слайд 14

Треугольник сопротивлений и закон Ома

Треугольник сопротивлений и закон Ома

Слайд 15

Параллельное соединение R, L, C элементов i =iR+iL+iC i R= =u∙g i L= i C=C

Параллельное соединение R, L, C элементов

i =iR+iL+iC

i R= =u∙g

i

L=

i C=C

Слайд 16

Система уравнений электрического равновесия I = IR + IL + IC

Система уравнений электрического равновесия

I = IR + IL + IC

IR

= Y R ∙UR, IL = Y L ∙UL , IC = Y C ∙UC;

U = UR = UL = UC;

YR = = g , YL = -j ∙ =-jb L, YC = j ∙ωC = jbC

- комплексные проводимости соответственно резистивного, индуктивного и емкостного элементов

Слайд 17

Закон Ома в комплексной форме для параллельной RLC-цепи: I = (YR

Закон Ома в комплексной форме для параллельной RLC-цепи:

I = (YR +

YL + YC) U = YU

где Y = YR + YL + YC - комплексная проводимость RLC-цепи, равная сумме комплексных проводимостей входящих в цепь идеализированных элементов

Комплексная проводимость параллельной RLC-цепи не зависит от амплитуды (действующего значения) и начальной фазы внешнего воздействия, а определяется только параметрами входящих в цепь элементов и частотой внешнего воздействия

Слайд 18

Комплексная проводимость параллельной RLC-цепи Y = YR + YL + YC

Комплексная проводимость параллельной RLC-цепи

Y = YR + YL + YC =

g + j ∙(bC-bL) =

Y = y ∙e

y = =

ν = arctg = arctg

Вывод: характер проводимости, а, следовательно, и характер сопротивления цепи зависит от соотношения индуктивной и емкостной проводимостей.

Слайд 19

Активно-индуктивный режим работы параллельной RLC-цепи bL > bC IL= b L

Активно-индуктивный режим работы параллельной RLC-цепи

bL > bC


IL= b L

∙U> IC= bC ∙ U

υ < 0, φ > 0

Выводы:
- напряжение опережает ток источника;
- цепь имеет индуктивный характер;
- цепь работает в активно-индуктивном режиме.

Слайд 20

Активно-емкостной режим работы параллельной RLC-цепи bL IL= b L ∙U υ

Активно-емкостной режим работы параллельной RLC-цепи

bL < bC


IL= b L

∙U< IC= bC ∙ U

υ > 0, φ < 0

Выводы:
- напряжение отстает от тока источника;
- цепь имеет ёмкостной характер;
- цепь работает в активно-ёмкостном режиме.

Слайд 21

Активный (резонанс токов) режим работы параллельной RLC-цепи bL = bC IL=

Активный (резонанс токов) режим работы параллельной RLC-цепи

bL = bC


IL=

b L ∙U= IC= bC ∙ U

υ = 0, φ = 0

Выводы:- индуктивный и емкостной токи полностью компенсируют друг друга, в результате чего ток через резистивный элемент равен току источника и совпадает по фазе с напряжением;
- проводимость цепи имеет чисто резистивный характер;
- цепь работает в режиме резонанса токов.

Слайд 22

Треугольник токов IR = I cos φ ; IX = IL

Треугольник токов

IR = I cos φ ;
IX = IL

- IC= I sin φ;

φ = arcsin = arcсos = arсctg .