二 正弦交流电路

一、电阻、电容、电感单一交流电路

1.电阻电路

1）电压与电流关系

在交流电路中，通过电阻元件的电流和它两端的电压在任何瞬间都遵循欧姆定律。

电阻元件中电流和其两端的电压是同频率的正弦量。

2.电容电路

1)电压与电流关系

（1）数值关系。

（2）相位关系。

3.电感电路

1)电压与电流关系

（1）数值关系。

（2）相位关系。

2）功率

在电压、电流取关联参考方向下,电感元件吸收的瞬时功率为

p=ui=Umsin(ωt+90°)·Imsin ωt=UIsin 2ωt

二、电阻、电容、电感串/并联交流电路

1.电阻、电容、电感串联交流电路

1）电压、电流关系

2）电路的功率

（1）平均功率（有功功率）。

（2）无功功率。

（3）视在功率。

2.电阻、电容、电感并联交流电路

图3-16  电阻、电感、电容元件的并联电路

三、复阻抗的串/并联交流电路

1.复阻抗的串联

图3-17(a)所示是两个阻抗Z1和Z2串联的电路，两个串联的阻抗可用一个等效阻抗来代替，如图3-17(b)所示。采用与电阻串联电路同样的分析方法，可以得到串联阻抗的分压公式。

 

        图3-17 两个复阻抗串联及其等效变换

2.复阻抗的并联

图3-18(a)所示是两个阻抗Z1和Z2的并联电路，两个并联的阻抗可用一个等效阻抗来代替，如图3-18(b)所示。采用与电阻并联电路相同的分析方法,可以得到并联阻抗的分流公式。

 

           图3-18 两个复阻抗并联及其等效变换

3.复阻抗的混联

既有阻抗的串联又有阻抗的并联的电路称为阻抗的混联，如图3-19所示。阻抗混联电路的串联部分具有串联的性质，并联部分具有并联的性质。计算阻抗混联的等效阻抗时，首要的是分清各阻抗的连接关系，再根据串、并联电路的基本性质，对阻抗逐步进行合并，对电路进行等效简化，画出等效电路图，最后计算出电路的总阻抗。

 

           图3-19 复阻抗混联及其等效电路

〖补充知识〗

非正弦交流电量

图3-21给出了一个方波电压的波形。对这些非正弦交流电量的描述方法和对正弦交流电量的描述方法完全相同，它们同样有幅度、频率和相位。

               图3-21 方波电压示意图

例如，工业供电的交流发电机，由于电枢表面的磁感应强度不是严格按正弦规律分布，因此在发电机电枢绕组中的感应电动势也就很难保证是正弦波。又如，音频放大器中的信号电流是随声波变化规律而变化的，也不是正弦波。

四、交流电路中的谐振