相量分析法
相量分析法是針對(duì)正弦量激勵(lì)下、且電路已進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)的動(dòng)態(tài)電路的分析。因?yàn)殡娐吩谡伊康募?lì)下,各處的響應(yīng)都是同頻率的正弦量,因此,將電路的激勵(lì)和響應(yīng)都用相量來表示,把電阻、電感、電容元件用復(fù)數(shù)阻抗或復(fù)數(shù)導(dǎo)納表示,將電路定律用相量形式表示,把時(shí)域電路轉(zhuǎn)換成相量電路之后,描述動(dòng)態(tài)電路的方程就由時(shí)域中的微分方程轉(zhuǎn)換為頻域中的復(fù)數(shù)代數(shù)方程,求解復(fù)數(shù)代數(shù)方程,求得各響應(yīng)的相量,然后再將這些響應(yīng)的相量轉(zhuǎn)換成時(shí)域的正弦函數(shù)表達(dá)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(yīng)的相量;
3 、將求得的響應(yīng)相量轉(zhuǎn)換成時(shí)域的正弦函數(shù)表達(dá)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(dá)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(diǎn)電壓法求解,設(shè)節(jié)點(diǎn) a 、 b 的節(jié)點(diǎn)電壓分別是 和 ,列寫節(jié)點(diǎn)電壓方程,
節(jié)點(diǎn) a :
節(jié)點(diǎn) 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(gè)含有受控源的單回路電路,用相量法分析時(shí),也可將受控源當(dāng)獨(dú)立源處理。
由 kvl 得,
代入?yún)?shù),得
則