之前講過(guò)正弦電路的分析。正弦電路的分析就是交流電路的分析。交流電路時(shí)隨著時(shí)間變化的,分析起來(lái)不像直流電路那么簡(jiǎn)單。所以采用向量法,將一個(gè)隨時(shí)間變化的量,用向量的形式表達(dá)。
可以看到,含有電感和電容的交流電路的阻抗是隨著頻率變化的。因此系統(tǒng)的阻抗是隨著頻率變化的。這一章主要根據(jù)之前講過(guò)的電阻,電感,電容的相量表示來(lái)分析交流電路。主要分析在不同頻率下電路的特性及其應(yīng)用。
串聯(lián)電路的諧振
根據(jù)電路圖,可列阻抗特性公式如下:
當(dāng)阻抗的阻抗角為0時(shí),此時(shí)電感阻抗和電容阻抗相互抵抗完全抵消:
此時(shí),電壓和電流同相位。此狀態(tài)被成為諧振狀態(tài)。RLC串聯(lián)電路的諧振狀態(tài)的阻抗最小。并不是每個(gè)電路的諧振狀態(tài)的諧振阻抗都是最小的。
注:諧振狀態(tài)是通過(guò)阻抗角來(lái)判斷的。
交流電路的分析就是將電感感抗和電容容抗用頻率的表示。然后分析每個(gè)部分的電壓和電流。上面簡(jiǎn)單講述了RLC串聯(lián)電路的分析方法。其他電路分析方法不變,將不再重復(fù)。
下面介紹交流電路頻率響應(yīng)的應(yīng)用。
還是上面RLC電路
輸入電壓為U
電路阻抗為
先定性分析,電阻兩端分壓是不會(huì)根據(jù)頻率的改變而改變的。電感兩端的分壓隨著頻率的增加而增加,電容兩端的分壓隨著頻率的增加而降低。在頻率很低,電容兩端電壓較大,電感兩點(diǎn)電壓較小,頻率很高,電容兩端電壓很低,電感兩端電壓很高,若以電容電壓作為輸出,則可以達(dá)到低通濾波的效果。若以電感電壓作為輸出,則可以達(dá)到高通濾波的效果。
定量分析如下:
則電容、電感、電阻電壓如下:
當(dāng)w很小時(shí)
當(dāng)w很大時(shí)
頻率很小時(shí),電容電壓很大,頻率很大時(shí),電感電壓很大。與上述分析一致。
本章簡(jiǎn)單介紹交流電路的頻率響應(yīng)和及有關(guān)濾波器的基礎(chǔ)知識(shí),有關(guān)濾波器的詳細(xì)介紹后續(xù)將有專門專題講解。