清华电工课件第12讲 非正弦交流电路
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第四章 非正弦周期电流电路大纲要求:了解非正弦周期量的傅立叶级数分解方法掌握非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率的定义和计算方法 掌握非正弦周期电路的分析方法4.1 非正弦周期信号 非正弦周期交流信号的特点 (1) 不是正弦波 (2) 按周期规律变化周期函数: 设T 为周期函数f(t)的周期,即f(t)= f(t+kT),k=0,1,2,3… 如果f(t) 满足狄里赫利条件,即(1)在一个周期内,如极大值和极小值的数目为有限个; (2)在一个周期内,如只有有限个不连续点;(3)在一个周期内,f(t)绝对值的积分为有限值,即∞<⎰t d t f T)( 则f(t)可展开为一无穷级数。
周期函数展开成傅里叶级数4.2 有效值、平均值和平均功率 有效值• 任意周期电流电压均为⎰=Tt d i TI 021ω(1)如i(t)可展为付氏级数∑∞=++=110n n m )t n (n i s I I )t (i θω (2)+++++++++=)cos()2cos()cos()(12121110n nm m m t n A t A t A A t f φωφωφω将(2)代入(1),即将f(t)代入方均根值中,计算多项式的平方的平均值,由于三角函数的正交性,可知各交叉项乘积的2倍在一周期内的积分值应为零,平均值也为零。
只有各平方项的平均值不为零⎰=T)I (t d )I (T20201t d )t n (n i s I Tn T m n θω+⎰10221t d )t n cos (I T T m n 10221211ω⎰-=221021222mn m n m n I T I T T t I T === ∑∞=+=∴12202n m n I I I∑∞=+=1220n II I由此可见,非正弦周期电流的有效值等于它的直流分量及各谐波分量有效值的平方之和的平方根。
注意:对于单一正弦波,有n m n I I 2=,但对整个周期波则不存在这种关系当f(t)为电压时,则 ∑∞=+=122n n U UU 周期函数的有效值为直流分量及各次谐波分量有效值平方和的方根。