之前講過正弦電路的分析。正弦電路的分析就是交流電路的分析。交流電路時隨著時間變化的,分析起來不像直流電路那么簡單。所以采用向量法,將一個隨時間變化的量,用向量的形式表達。
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。因此系統的阻抗是隨著頻率變化的。這一章主要根據之前講過的電阻,電感,電容的相量表示來分析交流電路。主要分析在不同頻率下電路的特性及其應用。
串聯電路的諧振
根據電路圖,可列阻抗特性公式如下:
當阻抗的阻抗角為0時,此時電感阻抗和電容阻抗相互抵抗完全抵消:
此時,電壓和電流同相位。此狀態被成為諧振狀態。RLC串聯電路的諧振狀態的阻抗最小。并不是每個電路的諧振狀態的諧振阻抗都是最小的。
注:諧振狀態是通過阻抗角來判斷的。
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。然后分析每個部分的電壓和電流。上面簡單講述了RLC串聯電路的分析方法。其他電路分析方法不變,將不再重復。
下面介紹交流電路頻率響應的應用。
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根據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,則可以達到低通濾波的效果。若以電感電壓作為輸出,則可以達到高通濾波的效果。
定量分析如下:
則電容、電感、電阻電壓如下:
當w很小時
當w很大時
頻率很小時,電容電壓很大,頻率很大時,電感電壓很大。與上述分析一致。
本章簡單介紹交流電路的頻率響應和及有關濾波器的基礎知識,有關濾波器的詳細介紹后續將有專門專題講解。