系列RC電路分析
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2025-03-18 16:50:37 | 547 次閱讀
圖1(a)顯示了由電容(C)和電阻(R)組成的串聯(lián)電路, 并且分別在圖1(b)和(c)中說明了電路的波形和相圖。電流(i)的波形首先繪制,因為它與圖1(b)中的兩個連接組件(R和C)都是共同的?! 】珉娮璧碾妷海╒ r)與電阻通過電阻始終處于相相。因此,圖1(b)中的V r的波形 與電流波形相相繪制。通過電容器的電流 導(dǎo)致電容器端子電壓(V C)乘以90°;因此,v C 波形被繪制為90°落在電流波中。施加的電壓E是兩個組分電壓V r 和V C的產(chǎn)生,它的波形可以通過簡單地求和V R 和V C的瞬時水平來獲得,并且可以看到E lags I lags I lags i lags i lags i lags i lags i lags i lags i lags i lags i lags i lags i lags i lags i。

?。╝)系列RC電路

?。╞)電路波形

圖1。 在串聯(lián)的RC電路中,電流導(dǎo)致電容器電壓(V C)乘以90°,并導(dǎo)致電源電壓(E)的角度小于90°。圖像由Amna Ahmad提供相圖
串聯(lián)RC電路的相圖圖 是通過再次從電流相量開始繪制的,因為電流是串聯(lián)電路中的常見數(shù)量。將水平線繪制為表示電流(i)[圖1(c)]的比例。由于電阻電壓與i相同,因此V r 由與I的另一個水平線表示。電容器電壓滯后i的i為90°,因此V c 相sor以-90°的角度繪制為-90°的角度。對于vAsor添加V C和V r的結(jié)果,v c 和v r 代表了applied voltage(e)。再一次,看到e的落在角度?上,該角度小于在純電容電路中E和I之間存在的90°角。
電路方程
從圖1(c)中,串聯(lián)RC電路中E的矩形形式表達式為\ [e = v_ {r} -jv_ {c} \,(1)\] \]
或極地形式
\ [e = \ sqrt {v^{2} _ {r}+v^{2} _ {c}} \ Angle Tan-1 {\ big(} \ big(} \ frac {v_ {c}}}}
將等式1劃分為i
\ [\ frac {e} {i} = \ frac {v_ {r}} {i} -j \ frac {v_ {v_ {c}}} {i} {i} \]
數(shù)量v r /i是電阻上電阻的電壓除以電阻的電流。因此,V r /i可以用R替換。另外,v c /i是電容器通過電容器劃分的電容器電壓,可以用電容式電抗x c替換。數(shù)量E/I既不是電阻也不是電容電抗,因為它既有組成部分。在這種情況下,E/I被稱為阻抗,并給出符號Z。因此,如圖2所示,可以重述上述方程式。
\ [z = r-jx_ {c} \,(3)\]
在公式3中,r在歐姆中具有抗性,x c 是歐姆的電容電抗,而z在歐姆中是阻抗。還,\ [| z | = \ sqrt {r^{2}+x^{2} _ {c}}} \,(4)\] \]
和 \ [\ phi = tan-1 {\ big(} \ frac {-x_ {c}}} {r} {r} {\ big)} \,(5)\] \]

\ [z = \ sqrt {r^{2}+x^{2} _ {c}}} \ angle-tan-tan-1 {\ big(} - \ frac {x_ {x_ {c}}}} {r} {r} {\ big){\ big)}}
方程式6表示從矩形形式(z = r +jx)到極性形式(ZBent)的轉(zhuǎn)換。
阻抗圖 正如串聯(lián)RL電路所解釋的那樣,數(shù)量z,r和x c 不是量度數(shù)量,因為它們具有固定值。為了區(qū)分阻抗,電抗和抗性的矢量圖與相圖圖,通常以三角形形式繪制,被稱為阻抗圖。串聯(lián)RC電路的阻抗圖如圖3所示。首先將水平線繪制為刻度表示R,然后與R相對于R的-j分量(x c)在-90°下繪制。


與電導(dǎo)率(電阻的倒數(shù))和感應(yīng)(反應(yīng)的倒數(shù))一樣,阻抗的倒數(shù)是一個重要數(shù)量,可以在電路分析中有效地應(yīng)用。接納(符號y)是阻抗(z)的倒數(shù),其單位是西門子。
準(zhǔn)入:
\ [y = \ frac {1} {z} \,(7)\] \
當(dāng)z在公式7中的歐姆中表達時,y在西門子中。
串聯(lián)RC電路的分析程序
分析系列RC電路時,請按照以下步驟操作。
1。計算電容電抗\(x_ {c} = \ frac {1} {2 \ pi fc} \)2。如果有多個電阻組件,請計算總電阻
\ [r = r_ {1}+r_ {2}+... \]
3。計算阻抗
\ [| z | = \ sqrt {r^{2}+x^{2} _ {c}}} \] \]
4。計算相位角\(\ phi = tan-1 {\ big(} \ frac {x_ {c}}} {r} {r} {\ big)} \)5。計算當(dāng)前\(i = \ frac {e} {z} \)
6。確定電阻電壓\(v_ {r} = ir \,或\,v_ {r} = e \,cos \,cos \ phi \)7。確定電容電壓\(v_ {c} = ix_ {c} \或\,v_ {c} = e \,sin \,sin \,sin \,\ phi \)示例1 分析圖4中的串聯(lián)RC電路,以確定電流的電流,電壓,C跨C的電壓以及相對于電源電壓的電流的相角。

電容電抗:
\ [x_ {c} = \ frac {1} {2 \ pi fc} = \ frac {1} {2 \ pi \ pi \ times300Hz \ times10 \ times10 \ mu f} \ act電路阻抗:
等式4
\ [| z | = \ sqrt {r^{2}+x^{2} _ {c}} = \ sqrt {(47 \ omega)^{2}+(53.1 \ omega)相角:
等式5
\ [\ phi = tan-1 {\ big(} \ frac {-x_ {c}} {r} {r} {\ big)} = tan-1 {\ big(} \ big(} \ frac {-53.1 \ omega}
電路電流:
\ [i = \ frac {e} {z} = \ frac {100v} {70.9 \ omega \ omega \ angle-48.5 \ geger} \ action} \ action}
參考系列RC電路相圖圖圖1(c):
電阻電壓:
\ [v_ {r} = e \,cos \,cos \,\ phi = 100v \,cos \,cos {\ big(} -48.5 \ degr {\ big)} \ lig)電容器電壓:
\ [v_ {c} = e \,sin \,sin \,\ phi = 100v \,sin \,sin {sin {\ big(} -48.5 \ grgu {\ big)} \ lig-74.7v {\ big big(}
示例2
繪制示例1中分析的串聯(lián)RC電路的相圖圖。
解決方案
電流(i)的相類(i)首先是水平繪制的(見圖5)。
V r 與電流相相。
V C 繪制落后90°的電流?! 將電流滯后于,也是V C 和V r的結(jié)果。

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