感性电路电流计算_正弦稳态电路计算之一:相量图法辅助求解
正弦稳态电路有时利用相量图求解比直接计算简单。
例:图1电路中,已知U=100V,R2=6.5Ω,R=20Ω,当调节触点C使得Rac=4Ω时,电压表读数最小,为30V,求复阻抗Z。
分析:注意此题不是电桥,电压表所在支路如果接电流表,或电阻,该电路是电桥。但此时接的是理想电压表,其内阻无穷大。电压表的作用是测量cd 两点间的电压。此题利用相量图法辅助分析比较直观且易于理解。
以并联电压为参考相量画相量图,如图2所示。假设Z为感性负载Z=R1+jX,Z所在支路阻抗角为ϕ,电压表读数为
的模值。当触点C滑动时,
在水平线上移动。显然当
末端与
末端连线为垂直线时,该线条(图中虚线)长度最短。而此虚线的长度即为伏特表所测量的电压值。
根据题意,
=20V,虚线长度为30V,则根据勾股定理:
V。
可得复阻抗支路电流I2:
而由图2中,虚线所示的小直角三角形,有:
图2中,
和
的方向与该支路电流I2的方向一致,并与
的方向垂直。所以图2中蓝色的大三角形也是直角三角形,故有:
根据欧姆定理,可得
因为Z也可能为容性负载,所以Z=3.5+j15 或Z=3.5-j15Ω。由此得解。
此题中当Z为纯电抗时,计算相对更为简单。
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