电路分析第11章频率响应 多频正弦稳态电路

X( ) /2
R
0
0 XC( ) 0
0
–/2
Z(jω)频响曲线.
ω0 , X (j ) 0 ,Z(j0 ) R , (jω) 0
1. 谐振的定义 .
含R、L、C的一端口电路，在特定条件下出现端口
电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。
U 与I 同相
U ZR
发生 谐振.
I
2.串联谐振的条件.
激励是电流源 .
H(j) U2(j) I1 ( j )
转移 阻抗.
H(j) I2(j) I1 ( j )
转移 电流比.
注意：
① H(jw)与网络的结构、参数值有关，与输入、输 出变量的类型以及端口对的相互位置有关，与输 入、输出幅值无关。因此网络函数是网络性质的 一种体现。
② H(jw) 是一个复数，它的频率特性分为两个部分：
第11章 电路的频率响应 .
重点 ：
1.网络函数 . 2. 串、并联谐振的概念 .
11.1 网络函数 .
当电路中激励源的频率变化时， 电路中的感抗、容抗将跟随频率变化， 从而导致电路的工作状态亦跟随频率变化。因此， 分析研究电路和系统的频率特性就显得格外重要。
频率特性：
电路和系统的工作状态跟随频率而变化的现象， 称为电路和系统的频率特性，又称频率响应。
Q UL UC UU
当 Q>>1 UL= UC =QU >>U .
(4) 谐振时的功率 .
P=UIcos＝UI＝RI02=U2/R
电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。
Q UI sin QL QC 0
QL
ω0
LI
2 0
,

第11章正弦稳态的功率和三相电路1、在三相交流电路中，负载对称的条件是()。

(a)Z Z ZA B C==(b)ϕϕϕA B C==(c)Z Z ZA B C==答案：(c)2、某三角形连接的三相对称负载接于三相对称电源，线电流与其对应的相电流的相位关系是()。

(a)线电流导前相电流30︒(b)线电流滞后相电流30︒(c)两者同相答案：(b)3、三角形连接的三相对称负载，接于三相对称电源上，线电流与相电流之比为()。

(a)3(b)2(c)1答案：(a)4、作星形连接有中线的三相不对称负载，接于对称的三相四线制电源上，则各相负载的电压()。

(a)不对称(b)对称(c)不一定对称答案：(b)5、对称三相电路的有功功率P U I l l=3λ，功率因数角ϕ为()。

(a)相电压与相电流的相位差角(b)线电压与线电流的相位差角(c)阻抗角与30︒之差答案：(a)6、对称三相电路的无功功率Q U I l l=3sinϕ，式中角ϕ为()。

(a)线电压与线电流的相位差角(b)负载阻抗的阻抗角(c)负载阻抗的阻抗角与30︒之和答案：(b)7、有一对称星形负载接于线电压为380V的三相四线制电源上，如图所示。

当在M点断开时，U1为()。

(a)220V (b)380V (c)190VABCNM答案：(a)18、一对称三相负载接入三相交流电源后，若其相电压等于电源线电压，则此三个负载是( )接法。

(a)Y (b)Y 0 (c)∆答案：(c)9、作三角形连接的三相对称负载，均为RLC 串联电路，且R =10Ω，X L =X C =5Ω，当相电流有效值为I P =1A 时，该三相负载的无功功率Q =( )。

(a)15Var (b)30Var (c)0Var答案：(c)10、正弦交流电路的视在功率定义为( )。

(a)电压有效值与电流有效值的乘积 (b)平均功率(c)瞬时功率最大值答案：(a)11、正弦交流电路的无功功率表征该电路中储能元件的( )。

Z a(b j6 )j2 1 36 6 jj7 9 2 0 2 0 3 .1 3 4.9 8
由阻抗可知：Um3.13
Im
Z4.89
故知 u(t)3.1c3o6st (454.89)V
3.1c3o6st (9.39)V
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§10-3 正弦稳态网络函数
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网络函数的概念
（适于只有一个激励源的电路）
定义：响应（输出）相量与激励 （输入）相量之比，记为 H( j)
R E
H(
j)
R 响应相量， E 为激励相量。
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若响应相量和激励相量属于同一端口 ，则称为策动点（driving point）函数
，否则称为转移（tranfer）函数。
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频率特性
Aujω11j ω
ω0
1
2
ω 1
ω0
ω arctan
ω 0
幅频特性：Aujω
1
1
ωRC2
1
2
ω
1
ω0
相频特性：ωarct(ω aRnC)arctωan
ω 0
(3) 特性曲线
0
0
∞
Aujω 1 0.707 0
0 -45 -90
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频率特性曲线
YT( j)
2 (2)2 (22 1)2
2
1
()
90
22 1
Arctg
2
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解 作出相量模型后，
利用串联电路分压关系
可得

U Au 2 U 1
(4) 电流转移函数
· I1
+ · U1 –
N0w
+ · U2 –
ZL
· I2
I Ai 2 I
1
N0w
+ · U2 –
ZL
策动点函数 转移函数
网络函数 H(jw) = |H(jw)|(w)
频率特性
|H(jw)| —— 幅频特性 (w) —— 相频特性
RC电路：对所有频率都是电容性电路。 RL电路：对所有频率都是电感性电路。 RLC电路：某些频率是电容性；某些频率是电感性；
LC电路：对某些频率是纯电感性；对某些频率是纯电容性。 某些频率是纯电阻性（谐振状态）。
· U U Z = ·= u – i I I = |Z|Z
Z(jw) = R(w) + jX(w)
输入阻抗Z(jw)可看作激励电流10˚A所产生的电压响应。
Z(jw) = R(w) + jX(w) = |Z(jw)|Z(w)
+ U
·
· I
N0
– Z与频率 w 的关系称为阻抗的频率特性。|Z| 与频率 w 的关系称为阻抗的幅频特性。 与频率 w 的关系称为 阻抗的相频特性。幅频特性和相频特性通常用曲线表示。
[例] 电路如图，求ab端输入阻抗。 解： Zab = R2 + jwL + R1 jwC 1 R1 + jw C
a
R1 R2 jwL
R1 = R2 + jwL + 1 + jwCR1 R1 – jwCR12 = R2 + jwL + 1 + (wCR1 )2
b
1 jwC