相量分析法
相量分析法是針對正弦量激勵下、且電路已進入穩(wěn)態(tài)時的動態(tài)電路的分析。因為電路在正弦量的激勵下,各處的響應都是同頻率的正弦量,因此,將電路的激勵和響應都用相量來表示,把電阻、電感、電容元件用復數(shù)阻抗或復數(shù)導納表示,將電路定律用相量形式表示,把時域電路轉(zhuǎn)換成相量電路之后,描述動態(tài)電路的方程就由時域中的微分方程轉(zhuǎn)換為頻域中的復數(shù)代數(shù)方程,求解復數(shù)代數(shù)方程,求得各響應的相量,然后再將這些響應的相量轉(zhuǎn)換成時域的正弦函數(shù)表達式。
相量分析法的步驟
正弦量用相量表示,電阻、電感、電容元件用阻抗或?qū)Ъ{表示,畫出相量電路;
2 、相量電路中,用電阻電路的分析方法求解各響應的相量;
3 、將求得的響應相量轉(zhuǎn)換成時域的正弦函數(shù)表達式。
例 7.4-1 電路如圖 7.4-1 ( a )所示,已知 ,求 us , il 和 ic 。
解:電流 ir 的相量為
感抗
容抗
所以,得到相量電路如圖 7.4-1 ( b )所示。
圖 7.4-1 ( b )中,有
則
由 kcl 得
由 kvl 得
將相量再轉(zhuǎn)換成正弦函數(shù)表達式,得
例 7.4-2 電路如圖 7.4-2 所示,已知 , ,電壓源的角頻率 ,求電流 i1 和 i2 。
解:用節(jié)點電壓法求解,設節(jié)點 a 、 b 的節(jié)點電壓分別是 和 ,列寫節(jié)點電壓方程,
節(jié)點 a :
節(jié)點 b :
代入?yún)?shù)并整理,得
則
,
所以,
因此,
,
例 7.4-3 電路如圖 7.4-3 所示,已知電壓源 ,求電流 。
解:這是一個含有受控源的單回路電路,用相量法分析時,也可將受控源當獨立源處理。
由 kvl 得,
代入?yún)?shù),得
則