模拟实际供电现场的交流电路的分析(框图+电路图) 第2页
产生击穿现象。见图1-6所示，图中，与电流互感器并联的电阻就是起防击穿作用，另外也起到将次级电流转换成电压的作用。其后仍然再进行精密整流电路的整流和LC滤波电路的滤波，该部分电路同图S1-3与S1-5相同。
二、交流电路各参数的分析
对交流电路分析，如果引入正弦交流电相量式表示后，正弦交流电路的分析和计算都可以用复数来进行，这时直流电路中应用的分析方法和基本定律就可以全部应用到正弦交流电路之中,使解题更简便、更快捷。
1．基尔霍夫定律的相量表示
基尔霍夫定律阐毕业论文
http://www.751com.cn明了电路中各电流、电压的约束关系，对任何电路都适用。在正弦交流电路中，所有的电流、电压都是同频率的正弦量，它们的瞬时值和对应的有效值相量关系都遵从基尔霍夫定律。
基尔霍夫节点电流定律（KCL）指出：在任一时刻，电路中任一节点上电流的代数和为零，即
它对应的相量形式为
…………………………………………………(6)
上式即为KCL的相量形式。它表明在正弦交流电路中，任一节点上各电流的相量的代数和等于零。
同理可得，KVL应用于正弦交流电路在任何瞬时都成立，即
其对应的相量形式为……………(7)
上式即为KVL的相量形式。它表明：在正弦交流电路中，沿任一回路的各部分电压相量的代数和等于零。
2．用相量法分析RLC串联电路
设正弦交流电压u = USin(ωt+φi)，其对应的电压相量为
电路中正弦电流为i = I Sin ( ωt + φi )，其对应的电流相量为
由三种基本元件的欧姆定律相量形式可知，电流在电阻R上产生一个与电流同相位的正弦电压：
在电感L上产生一个超前电流的电压：
在电容C上产生一个滞后于电流的电压：
由KVL的相量形式可得………………………………………………(8)
式（8）称为欧姆定律的相量形式。Z称为复阻抗，即…………………(9)
可见，复阻抗是以复数形式出现的，单位是Ω。复阻抗的实部是电阻R，虚部为电抗X=XL-XC。复阻抗Z虽然是复数，但它不代表正弦量，所以它不是相量，符号Z上不加“•”。在RLC串联电路中，Z是二端网络端口的等效复阻抗，与直流电路中串联电阻的等效电阻的情况相似。复阻抗也可以用极坐标形式来表示： …………(10)
上式中 称为复阻抗的模，简称阻抗，其大小等于电压有效值与电流
有效值之比；φ=φu-φi是复阻抗的辐角，称为阻抗角，大小等于电压与电流的相位差。
在RLC串联电路中，流过各元件的电流相等，一般以电流相量为参考相量作图。电阻电压 、电抗电压 和总电压 构成电压三角形；电阻R、电抗X和阻抗|Z|构成阻抗三角形，如图S2-8（a）、（b）所示，它们是相似三角形。
电流相量 的共轭复数为 ，我们把二端网络的电压相
量 与电流相量的共轭复数 的乘积 ，称为复功率，用 表示，单位是VA。则 有
…………………………………………(11)
由此可见，复功率的实部为二端网络中所有电阻元件所消耗的有功功率的总和，虚部Q为二端网络中所有贮能元件的无功功率的总和。复功率 的模S为视在功率，其大小为
复功率 的辐角φ，称为本文来自辣文论文网原文请找QQ:752018766功率因素，大小等于阻抗角、即电压与电流的相位差。由P、Q和 S 组成的功率三角形与电压三角形和阻抗三角形都相似。
复功率的引入，可把功率的计算变复数的代数运算，可十分方便地求出电路的有功功P、无功功率S和功率因素 。
3．交流电路各参数的分析举例
例：在图S1-3的RLC电路中，电源电压 ，电阻R=30Ω模拟实际供电现场的交流电路的分析(框图+电路图) 第2页
各元件端电压UR、UL、UC ；（3）电路的有功功率P、无功功率Q，视在功率S和功率因素cosφ；（4）作出相量图。
解：由ω=314rad/s，
XL=ωL=314×0.445毕业论文
http://www.751com.cn≈140Ω
Z=R+j(X L－XC)=30+j(140－100)=30+j40=50/53.130Ω
三、交流电路部分的整体电路
通过以上分析，可得到交流电路部分的整体电路如图S1-8所示，交流市电220V经变压器后，产生约15V左右的交流电压，送到由VR、VL和C组成的试验负载上供电，其后续电路分为两路，一路经RM和RN分压后送电压检测回路；另一路经电流互感器产生副边电流，在RS上转换出电压送电流检测回路，这两路检测回路具有完全相同的结构，所以这里只介绍一路便可，如电压检测回路。首先经过R1送运算放大器用于精密整流，产生脉动直流电压，送电感器L1和电容器C1进行LC滤波产生接近平滑直流电压，送给后续电路进行A/D转换以便还原出原供电电压和负载电流。
该部分电路只实现了电压和电流的测量，还不具备测量有功功率、无功功率和功率因素以及电源频率等参数，这些参数的测量方案将在下一节介绍。图S1-8 交流电路部分的整体电路图
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