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電路的相量模型

發(fā)布時間:2023-11-06
【相量形式的vcr】 工作于正弦穩(wěn)態(tài)下的線性時不變電阻、電感和電容,當電壓和電流都用相量表示時,電壓和電流相量滿足的關(guān)系,稱為相量形式的電壓電流關(guān)系(vcr)。
【電路元件的相量模型】 根據(jù)同頻率正弦量運算的相量方法,不難得出各線性時不變電路元件的相量模型如表1所示。
表1線性時不變電路元件的相量模型
【電路的相量模型】 將正弦穩(wěn)態(tài)電路中各元件(包括正弦電源)用其相應的相量模型表示,得到電路的相量模型。
【相量法】 在電路相量模型中,根據(jù)相量形式的kcl、kvl和vcr,直接列寫出相量形式的電路分析方程,這種分析正弦穩(wěn)態(tài)電路的方法稱為相量法。
【例1】 圖1(a)所示正弦穩(wěn)態(tài)電路中, ,求,并作相量圖。
圖1 例1圖
解 作出圖1(a)的相量模型,如圖1(b)所示。已知
根據(jù)元件的vcr有
根據(jù)kcl有
根據(jù)各相量寫出時間函數(shù)
相量圖如圖1(c)所示,其中的平行四邊形表達了電流相量滿足的kcl方程。
【例2】 圖2(a)所示正弦穩(wěn)態(tài)電路中,交流電壓表的讀數(shù)分別為:v1=30v,v2 =60v,v3=20v。求交流電壓表v的讀數(shù)。
圖2 例2圖
解 電路的相量模型如圖2(b)所示。各電壓表的讀數(shù)為各電壓的有效值,但初相未知,可任意指定其中一個相量的初相為零(以其他相量的相位容易確定為原則),稱之為參考相量。如指定,則根據(jù)元件的vcr有
由kvl得
由此,電壓表v的讀數(shù)為50v。應該注意到。
本例還可通過相量圖分析。為了方便,仍設,作出相量圖,如圖2(c)所示。電壓滿足的kvl方程,相量圖中用相量首尾相連的多邊形表示kvl方程。由幾何關(guān)系可得
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