理论教育 电路基本元件的相量表达式

电路基本元件的相量表达式

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-7电容及其相量模型和相量图时域;相量模型;相量图3.电感元件若流过电感的电流为i=Imcos,其幅值相量为,则电感两端的电压为则电感电压的幅值相量为或用有效值相量表示上式表明电感两端电压的大小是ωLIm,相位为φu=φi+90°。现以图5-10所示的VCCS为例说明,此时有ij=guk相量形式为图5-10为其相量形式的电路图。图5-10VCCS的相量模型

电路基本元件的相量表达式

1.电阻元件

若流过电阻的电流为i=Imcos(ωt+φi),其幅值相量为,则由欧姆定律,其两端的电压为

uR=Ri=RImcos(ωt+φi

电压的幅值相量表示为

而Im∠φi正是电流的幅值相量表示,所以

或由其有效值的相量表示为

上式说明,在相量域中电阻的电压—电流关系也符合欧姆定律,与时域中的情况一样。图5-6所示为电阻的伏安关系及其在相量域中的相量模型(Phasor Domain Model)和相量图。

图5-6 电阻及其相量模型和相量图

(a)时域;(b)相量模型;(c)相量图

2.电容元件

若电容两端电压为uC=Umcos(ωt+φu),其幅值相量为,则流过电容的电流为

则电容电流的幅值相量为

或用有效值相量表示

上式表明电容器的电流和电压的相位差为90°,且电流超前于电压90°。图5-7(b)、图5-7(c)分别为电容的相量模型和电容电压、电流的相量图。

图5-7 电容及其相量模型和相量图

(a)时域;(b)相量模型;(c)相量图(www.daowen.com)

3.电感元件

若流过电感的电流为i=Imcos(ωt+φi),其幅值相量为,则电感两端的电压为

则电感电压的幅值相量为

或用有效值相量表示

上式表明电感两端电压的大小是ωLIm,相位为φui+90°。电感电压和电流的相位差90°,且电流滞后于电压90°。图5-8(a)为电感在时域下的伏安关系,图5-8(b)、(c)分别为电感的相量模型和电感电压、电流的相量图。

图5-8 电感及其相量模型和相量图

(a)时域;(b)相量模型;(c)相量图

4.独立电源

仿照上述推导可得独立电压源和电流源的相量模型分别如图5-9(a)、(b)所示。

图5-9 独立电源的相量模型

(a)电流源;(b)电压源

5.受控电源

如果线性受控源的控制电压或电流是正弦量,受控源的电压或电流将是同一频率的正弦量。现以图5-10(a)所示的VCCS为例说明,此时有

ij=guk

相量形式为

图5-10(b)为其相量形式的电路图。其他形式的受控源与此类似。

图5-10 VCCS的相量模型

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