相量法

正弦量

$$ i=\sqrt{ 2 }I\cos(\omega t+\varphi)=\mathrm{Re}\sqrt{ 2 }Ie^{j(\omega t+\varphi)}=\mathrm{Re}I_{m}e^{j(\omega t+\varphi)} $$

相量

$$ \dot{I} \xlongequal{def} Ie^{j\varphi} $$ $$ \dot{U} \xlongequal{def} Ue^{j\varphi} $$ 都是与 $t$ 无关的特征量,且与实际量只差一个与电路全局特征 $\omega$ 有关的因子 $e^{j\omega t}$

这个时变因子在 $U$,$I$ 的线性等式中可被约去,在阻抗和导纳的除法定义中也被约去

所以是与时间无关的分析特征量

储能元件

  • 电容 $$\dot{U}{C}=\frac{1}{j\omega C}\dot{I}{C}$$ 延后 $90^{\circ}$

  • 电感 $$\dot{U}{L}=j\omega L \cdot \dot{I}{L}$$ 提前 $90^{\circ}$

阻抗

  • 压流视角 $$Z \xlongequal{def} \frac{\dot{U}}{\dot{I}}=\frac{U}{I} \exp j(\varphi_{u}-\varphi_{i})=\left|Z\right|\exp j\varphi_{Z}$$
  • 阻抗视角 $$Z=R+jX$$
    • $R$:电阻
    • $X$:电抗
      • $X>0$:感性电抗,等效电感 $L_{\mathrm{eq}}=\frac{X}{\omega}$
      • $X<0$:容性电抗,等效电容 $C_{\mathrm{eq}}=\frac{1}{\omega\left|X\right|}$

导纳

  • 压流视角 $$Y \xlongequal{def} \frac{\dot{I}}{\dot{U}}=\frac{I}{U}\exp j\left(\varphi_{i}-\varphi_{u}\right)=\left|Y\right|\exp j\varphi_{Y}$$
  • 导纳视角 $$Y=G+jB$$
    • $G$:电导
    • $B$:电纳
      • $B>0$:感性电纳,等效电感 $L_{\mathrm{eq}}=\frac{B}{\omega}$
      • $B<0$:容性电纳,等效电容 $C_{\mathrm{eq}}=\frac{1}{\omega\left|B\right|}$