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非正弦周期量的线性电路的计算

接线图 2023年07月21日 22:48 214 admin

1 .方法:

(1) 将非正弦周期电压分解成各次频率的分量;

非正弦周期量的线性电路的计算  第1张

(2) 分别计算各次频率的电压单独存在时在电路中产生的响应;

(3) 利用叠加原理对各次频率的响应进行叠加。

2 .注意:

(1) 对于不同频率的正弦量不能用相量叠加,只能用三角式或波形图叠加, 最后结果只能是瞬时值

迭加。 非正弦周期量的线性电路的计算  第2张

(2) 对于恒定直流分量,电容相当于开路,电感相当于短路,电阻 R 与频率无关;

(3) 对于电容,高次谐波的电流分量要大些,对于电感,高次谐波的电流分量更小。

如图 所示,求方波信号激励的电路。

已知: 非正弦周期量的线性电路的计算  第3张, 求: 非正弦周期量的线性电路的计算  第4张


图   方波 信号激励电路

非正弦周期量的线性电路的计算  第5张非正弦周期量的线性电路的计算  第6张

第一步:将激励信号展开为傅里叶级数

直流分量: 非正弦周期量的线性电路的计算  第7张

谐波分量: 非正弦周期量的线性电路的计算  第8张

非正弦周期量的线性电路的计算  第9张

非正弦周期量的线性电路的计算  第10张( K 为奇数), 非正弦周期量的线性电路的计算  第11张

非正弦周期量的线性电路的计算  第12张的最后展开式为:

非正弦周期量的线性电路的计算  第13张

等效电源如图所示:


图    方波 信号的等效电路

非正弦周期量的线性电路的计算  第14张

代入已知数据: 非正弦周期量的线性电路的计算  第15张得:

直流分量 非正弦周期量的线性电路的计算  第16张, 基波最大值 非正弦周期量的线性电路的计算  第17张

三次谐波最大值 非正弦周期量的线性电路的计算  第18张, 五次谐波最大值 非正弦周期量的线性电路的计算  第19张

角频率 非正弦周期量的线性电路的计算  第20张

电流源各频率的谐波分量为:

非正弦周期量的线性电路的计算  第21张非正弦周期量的线性电路的计算  第22张

非正弦周期量的线性电路的计算  第23张非正弦周期量的线性电路的计算  第24张

第二步 对各种频率的谐波分量单独计算:

•  直流分量 I S 0 作用 非正弦周期量的线性电路的计算  第25张

  对直流,电容相当于断路;电感相当于短路。如图 6-7 所示,所以输出的直流分量为:


图    直流分量 激励电路

非正弦周期量的线性电路的计算  第26张



非正弦周期量的线性电路的计算  第27张

2. 基波作用: 如图所示, 非正弦周期量的线性电路的计算  第28张

非正弦周期量的线性电路的计算  第29张非正弦周期量的线性电路的计算  第30张非正弦周期量的线性电路的计算  第31张非正弦周期量的线性电路的计算  第32张

非正弦周期量的线性电路的计算  第33张


非正弦周期量的线性电路的计算  第34张  ,


  非正弦周期量的线性电路的计算  第35张

非正弦周期量的线性电路的计算  第36张非正弦周期量的线性电路的计算  第37张

3 .三次谐波作用:如图所示, 非正弦周期量的线性电路的计算  第38张


非正弦周期量的线性电路的计算  第39张


非正弦周期量的线性电路的计算  第40张非正弦周期量的线性电路的计算  第41张

非正弦周期量的线性电路的计算  第42张

4 . 五次谐波作用,如图所示,

非正弦周期量的线性电路的计算  第43张


非正弦周期量的线性电路的计算  第44张

非正弦周期量的线性电路的计算  第45张

非正弦周期量的线性电路的计算  第46张

第三步   各谐波分量计算结果瞬时值迭加:

非正弦周期量的线性电路的计算  第47张非正弦周期量的线性电路的计算  第48张非正弦周期量的线性电路的计算  第49张非正弦周期量的线性电路的计算  第50张

非正弦周期量的线性电路的计算  第51张

最后结果:交、直流迭加,如图 

非正弦周期量的线性电路的计算  第52张非正弦周期量的线性电路的计算  第53张

非正弦周期量的线性电路的计算  第54张

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