电工学习资料全套05第五章.ppt

单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,5-,*,第五章,非正弦周期电流电路,1,非正弦周期电流电路,第五章,5.2,.,非正弦周期电流,信号的分解,5.3,.,非正弦周期电流电路,的分析,和计算,5.4,.,非正弦周期电流,信号的平均值、,有效值、平均功率的计算,5.1,.,概述,2,半波整流电路的输出信号,非正弦周期电流信号举例,5.1,.,概述,3,示波器内的水平扫描电压,周期性锯齿波,4,交直流共存电路,+,V,E,s,计算机内的脉冲信号,T,t,5,非正弦周期电流信号的特点,不是正弦波,按周期规律变化,非正弦周期电流电路的分析方法,非正弦,u.i,付氏级数,不同频率的,正弦量之和,复数符号法,对单一频率的正弦量分析,迭加,瞬时值,6,5.2,非正弦周期量,的分解,1.,工具：傅氏级数,2.,分解的结果：直流分量和一系列幅值一定,频率不同的正弦量之和,。,（,教材,P175,给出几种典型波形的分解结果）,不同频率的正弦量：频率与原来非正,弦周期量频率相同,基波,频率为原来非正弦周期量频率的,n,倍,n,次谐波,7,基波（和原,函数同频）,二次谐波,（2倍频）,直流分量,高次谐波,分解的结果：,2,2,t,),1,t,=,),1,0,w,A,m,+,+,+,+,sin(,2,w,m,+,w,sin(,),(,A,A,t,f,.,8,周期性方波,的分解,t,t,t,t,基波,直流分量,三次谐波,五次谐波,七次谐波,例,9,基波,直流分量,直流分量+基波,三次谐波,直流分量+基波+三次谐波,10,5.3.,非正弦周期电流电路,的分析,和计算,要点,2.利用正弦交流电路的计算方法，对各谐波,信号分别计算。,（注意对交流各谐波的,X,L,、,X,C,不同，对直,流,C,相当于开路、,L,相于短路。,）,1.利用付里叶级数，将非正弦周期函数展开,成若干种频率的谐波信号；,11,分别计算：,基波分量作用,n,次谐波作用,原理上谐波为,，但因各次,谐波的幅值不等,频率越高幅值越小，这说明傅立叶级数具有收敛性。实际上只计算到,3-5,次谐波。,3.计算结果迭加,注意：,不同频率用,瞬时值迭加，不能用相量。,12,例,一,已知：,u=20+20sin,t,+10sin(3,t+90,0,)V,f=50Hz R=10,L=0.1H,C=200 F,m,计算举例,R,L,C,求：,i,(t),13,第一步：,将激励信号展开为傅里叶级数,（分解已完毕）,a:,U,0,单独作用,i,0,=0,（,电容隔直）,第二步：,对,各种频率的谐波分量单独计算：,R,L,C,b:u,1,单独作用,(是正弦波，用复数计算）,14,R=10,15,C:,u,3,单独作用(是正弦波，用复数计算）,或：,16,或：,17,第三步,各,谐波分量计算结果,瞬时值,迭加：,18,例2,交、直流共存的电路,求：,已知：,E,=12 V,E,1,+,_,R,4,4k,i,1,R,1,R,3,R,2,C,2,C,1,u,4,e,4k,4k,2k,10,10,_,+,解题要点：交、直流分别计算；,直流和交流瞬时值结果迭加,19,(1),直流电源作用,(,E,1,作用，,e,短路),E,1,+,_,R,4,4k,i,1,R,1,R,3,R,2,C,2,C,1,u,4,e,4k,4k,2k,10,10,_,+,直流通道,20,(2),交流电源作用,（,e,作用，,E,1,短路）,R,3,X,C2,（,C,2,称旁路电容）,i,1,u,4,E,1,+,_,R,4,4k,R,1,R,3,R,2,C,2,C,1,e,4k,4k,2k,10,10,_,+,以下介绍,近似计算法,21,（,C,1,称藕合电容）,C,2,也可视为短路,R,2,X,C,2,R,4,X,C1,同理,i,1,u,4,E,1,+,_,R,4,4K,R,1,R,3,R,2,C,2,C,1,e,4K,4K,2K,10,10,_,+,22,u,4,i,1,E,1,+,_,R,4,4K,R,1,R,2,C,1,e,4,K,2,K,_,+,简化后的交流通道,对交流通道进行简化后的计算,23,最后结果：交、直流迭加,直流分量,交流分量,i,1,t,24,计算非正弦周期电流电路应,注意的问题,1.最后结果只能是瞬时值迭加。,不同频率正弦量不能用相量相加。,2.不同频率对应的,X,C,、,X,L,不同。,.,25,5.4,.,非正弦周期电流电路中,的平均值、有效值、平均功率的计算,26,数学,预备知识,1.,正弦,、,余弦信号一个周期内的积分为,0,三角函数的正交性,（为整数）,27,2.,在一个周期内的积分为,（为整数）,28,3.三角函数的正交性,29,一、非正弦周期函数的平均值,若,则其平均值为：,(,直流分量),正弦量的平均值为0,30,二、非正弦周期,函数,的有效值,若,则有效值:,31,结论：周期函数的有效值为直流分量及,各次谐波分量有效值平方和的方根。,有效值的计算,教材,p178,(5.2.3),式,利用三角函数的正交性得：,32,三、非正弦周期电流电路平均功率的计算,一般公式：,平均功率直流分量的功率各次谐波的平均功率,33,例:选频电路,L,C,1,C,2,R,已知：,若使,34,解：,L,C,1,C,2,R,已知：,被滤掉,代入,和,L,值得：,，,L,、,C,1,应在 3,下,产生并联谐振，3,的信号才能被滤掉。,若使,（,1）,35,（2）,电路总阻抗在,频率下,应,等于零,，才能使,代入,、,L,、,C,1,得：,36,第五章总结,一.非正弦的几个概念：,基波、,n,次谐波,2.,分别计算 直流作用,各次谐波作用（可用复数法计算）,二.一般分析方法：,1.分解,直流,一系列幅值一定频率不同的正弦量,串联,37,3.迭加 （只能用瞬时值迭加，因为不同频）,三.有效值计算,不仅适用于正弦量且适用于非正弦周期量,38,四、非正弦周期电流电路平均功率,的计算公式,39,第五章,结 束,40,