阻抗和导纳
阻抗和导纳的概念以及对它们的运算和等效改换是线性电路正弦稳态剖析中的首要内容。 1. 阻抗 1)阻抗的界说 图1所示的无源线性一端口网络,当它在角频率为的正弦电源鼓动下处于安稳状况时,端口的电压相量和电流相量的比值界说为该一端口的阻抗 Z 。即 ![]() 上式称为复数办法的欧姆规矩,其间 ![]() ![]() | ![]() |
图1 无源线性一端口网络 | |
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图2 等效电路 |
当无源网络内为单个元件时,等效阻抗别离为:
a图 ![]() b图 ![]() c图 ![]() 阐明 Z 可所以纯实数,也可所以纯虚数。 | ![]() | ![]() | ![]() |
a 电阻 | b 电容 | c 电感 | |
图3 单个元件的网络 |
由 KVL 得:
![]() ![]() 因而,等效阻抗为 ![]() | ![]() |
图4 RLC 串联电路 |
其间 R—等效电阻 (阻抗的实部);X—等效电抗(阻抗的虚部);Z、R 和 X 之间的改换联络为:![]() ![]() | ![]() |
图5 阻抗三角形 |
定论:关于RL 串联电路: (1) 当ωL>1/ωC 时,有 X>0,φz>0,体现为电压抢先电流,称电路为理性电路,其相量图(以电流为参阅相量)和等效电路如图6 所示; | ![]() | ![]() |
图6 ωL > 1/ωC 时的相量图和等效电路 |
(2)关于RLC串联电路当ωL <1/ωC时,有 X<0,φz<0,体现为电流抢先电压,称电路为容性电路,其相量图(以电流为参阅相量)和等效电路如图7 所示; | ![]() | ![]() |
图7 ωL < 1/ωC 时的相量图和等效电路 |
(3) 当ωL =1/ωC 时,有 X=0 , φz=0 ,体现为电压和电流同相位,此刻电路发作了串联谐振,电路呈现电阻性,其相量图(以电流为参阅相量)和等效电路如图8所示; | ![]() | ![]() |
图8 ωL = 1/ωC 时的相量图和等效电路 |
满意:
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/l5q1qxr2r1o.gif)
注:从以上相量图能够看出,正弦沟通RLC串联电路中,会呈现分电压大于总电压的景象。
2. 导纳
1)导纳的界说
图1所示的无源线性一端口网络,当它在角频率为的正弦电源鼓动下处于安稳状况时,端口的电流相量和电压相量的比值界说为该一端口的导纳 Y 。即![]() 上式仍为复数办法的欧姆规矩,其间 ![]() ![]() | ![]() |
图9 无源线性一端口 网络等效导纳 | |
当无源网络内为单个元件时如图3 所示,等效导纳别离为:
a图
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/53cwatavw4e.gif)
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/vhdskfplzop.gif)
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/fmtu1ik4rdj.gif)
阐明 Y 可所以纯实数,也可所以纯虚数。
3) RLC 并联电路的导纳
由 KCL 得:
![]() ![]() 因而,等效导纳为 ![]() | ![]() |
图十 RLC 并联电路 |
其间G—等效电导(导纳的实部);B—等效电纳(导纳的虚部);Y 、G 和 B 之间的改换联络为:![]() ![]() 能够用图 11 所示的导纳三角形标明。 | ![]() |
图11 导纳三角形 |
定论: 关于 RLC 并联电路: (1)当ωL>1/ωC时,有B>0 , φy>0 ,体现为电流超前电压,称电路为容性电路,其相量图(以电压为参阅相量)和等效电路如图12 所示; | ![]() | ![]() |
图 12 ωL >1/ωC 时的相量图和等效电路 |
(2)当ωL<1/ωC 时,有B<0,φy<0,体现为电压超前电流,称电路为理性电路,其相量图(以电压为参阅相量)和等效电路如图 13 所示; | ![]() | ![]() |
图 13 ωL < 1/ωC 时的相量图和等效电路 |
(3)当ωL=1/ωC 时,有X=0,φz=0,体现为电压和电流同相位,此刻电路发作了并联谐振,电路呈现电阻性,其相量图(以电流为参阅相量)和等效电路如图14所示。 | ![]() | ![]() |
图 14 ωL=1/ωC时的相量图和等效电路 |
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/txdm2fs51kr.gif)
注:从以上相量图能够看出,正弦沟通RLC并联电路中,会呈现分电流大于总电流的景象。
3. 复阻抗和复导纳的等效沟通
同一个两头口电路阻抗和导纳能够沟通,沟通的条件为:
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/ifccgu2fd3x.gif)
即:
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/thhgpwzp2rk.gif)
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15 串联电路和其等效的并联电路 |
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/k0zr4sn2h0m.gif)
其等效并联电路的导纳为:
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/nebxpgmf5cc.gif)
即等效电导和电纳为:
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/pb3k0gx0uhw.gif)
同理,对并联电路,它的导纳为
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/4fxho0vg0tt.gif)
其等效串联电路的阻抗为:
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/xjsk5s1ernw.gif)
即等效电阻和电抗为:
![](http://www.591dg.com/uploads/allimg/blog/z5p2renxhns.gif)
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