【48812】电感根底-RLC电路

时间: 2024-07-16 19:21:13 |   作者: 屏蔽类电源滤波器

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  假如一个电路由R1、R2、R3组成,那么它的电阻是不是很简单核算?如下图中的R = R1 + R2 + R3。

  假如一个电路由R、L、C组成,那么它的阻抗是多少?莫非也是电阻和阻抗的累加吗?

  咱们知道,当电路中有电感、电容器材时,电路不再表现出纯电阻特性,而要用阻抗来描绘。

  阻抗(Impedance)比较于电阻(Resistance)来说,考虑了两方面要素:

  纯电感的阻抗称为“感抗”,用符号XL表明;纯电容的阻抗称为“容抗”,用符号XC表明。它们统称为“电抗”(Reactance)。

  抱负状况下,电阻耗费能量;电容、电感不耗费能量,仅仅转化能量。由于这种本质上的差异,数学大将电阻与电抗(电容/电感)用正交坐标系的二维坐标来表明,横坐标表明电阻,纵坐标表明电抗,特别的,正半轴表明电感感抗,负半轴表明电容容抗:

  图3-阻抗坐标系(复数系统下,横坐标电阻为实部,纵坐标电容、电感等电抗为虚部)

  二维坐标系中,Z(阻抗)能够用复数表明,包含了模Z和视点θ两个信息。不过工程上,阻抗常指Z的模Z,上图中已列举了核算公式。

  这方面假如简单搞混,能够从源头去了解,电感的电流不能骤变,先改变的是电压,出现电感特性(XLXC)的理性电路亦是如此;电容的电压不能骤变,先改变的是电流,出现电容特性(XCXL)的容性电路亦是如此。

  下图中,RLC别离为10Ω、100μH、100μF;输入信号为50Hz,起伏峰值为10V;求电路阻抗、电流有效值?

  请注意,经过阻抗算电流或电压都是根据RMS(有效值)的,所以起伏峰值10V的电源需求乘以0.707算出有效值。

  由所以串联电路,所以Irms在所有元器材上共同,咱们来别离核算一下电感、电容、电阻上的电压起伏峰值:

  能够看到,RLC三者的电压起伏峰值,假如悉数加起来是大于电源电压的起伏峰值10V的,之所以这样,由于RLC各自的电压在相位上有差异,在某个详细的时刻点(t)上此消彼长,所以加起来不会大于电源电压的起伏峰值10V。

  经过前文解说,看到在核算电路阻抗的时分,会先求出XL(感抗)与XC(容抗)之差,得到电路的X(电抗)巨细。

  这个频率称为“谐振频率”(Resonance frequency),是由电路中的L和C决议的。

  当输入信号的频率与谐振频率共同时,电路的阻抗表现出纯电阻特性,并且Z最小。L、C两个元器材的组合对该频率的输入信号而言适当所以短路的。

  回到图4中的事例,咱们我们能够核算得到谐振频率约为1.592KHz,将其作为电源频率,看到仿线-谐振频率-电路仿真波形

  能够看到L、C上电压极性彼此,彼此抵消,所以L、C的组合适当所以短路的。比照一下图5,在谐振频率的状况下,电阻上获得了最大电压。

  当然这是RLC作为串联电路的状况,当RLC作为并联电路时,以谐振频率作为输入,会产生啥呢?下面先给出定论,你能够想一下为什么。

  图8-RLC串联电路和并联电路,产生谐振频率时的等效电路(最小和最大阻抗)

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