劉堅強電子學《看懂電子電路圖》3-9 RC並聯電路基礎

2021-01-08 劉堅強官方網站

上節課我們學習了RC串聯電路基礎,這節課來學習RC並聯電路基礎。

大家看這個比較直觀的實物圖(如圖3-9-1所示)。

圖3-9-1 RC並聯電路實物圖

RC並聯電路由一個電阻R1和一個電容C1並聯而成,這一RC並聯電路可以接在直流電路中,也可以接在交流電路中。跟RC串聯電路一樣,我們也分成直流電路和交流電路來講。

先說直流電路,電阻R1在直流電路中阻值不變,但電容對直流電存在兩種情況:

一是直流電源剛接通瞬間,電容C1相當於短路。

二是直流電源接通一段時間後,這個時間不長,C1相當於開路。

所以對於電容工作過程要一分為二來說,畫法還是跟RC串聯電路一樣。

在直流電源剛接通時,電容C1內部原來沒有電荷,所以它兩端的電壓為0V,也就是C1相當於短路。C1一短路,又把電路中的電阻R1短接了,這時相當於將電源+V接地,不過C1的充電很快,這一狀態持續的時間很短(如圖3-9-2所示)。

圖3-9-2 電源接通瞬間

在直流電源接通以後,也就是穩態後,直流電壓+V對C1充電結束。這樣在C1中充滿了電荷,C1上的直流電壓為+V,上面是正,下面是負,這時C1相當於開路,電路中就只有電阻R1。我們把C1去掉,變成了只有電阻R1中有直流電流的流動(如圖3-9-3所示)。

圖3-9-3 電源接通以後

大家跟直流電路中的RC串聯電路對比一下,看看有何不同。

再看交流電路中的RC並聯電路(如圖3-9-4所示)。

圖3-9-4 交流電路中的RC並聯電路

U1是交流輸入信號,電阻對交流電的阻值不變,這裡仍然是電阻R1,電容的容抗隨交流電頻率變化而變化,所以用數學裡面的變量X表示,為Xc。

還是分三種情況來看:

當頻率很高時,C1的容抗很小接近於0,C1相當於短路,電路的總阻抗就由C1的容抗決定,其值接近0(如圖3-9-5所示)。

圖3-9-5 頻率很高時

當交流信號頻率降低又不是很低時,C1的容抗不是很大也沒有小到0,這時電路的總阻抗是R1和C1容抗的並聯值,其隨頻率升高而下降(如圖3-9-6所示)。

圖3-9-6 頻率不是很低時

當頻率很低時,C1容抗很大就相當於開路,電路中只有R1,RC並聯電路的總阻抗就等於電阻R1(如圖3-9-7所示)。

圖3-9-7 頻率很低時

最後對RC電路總結一下:

在看RC電路圖時,對輸入信號要進行多種情況的分析,先分清楚是直流電路還是交流電路。直流要分電源接通瞬間和電源接通以後兩種情況。交流要分頻率很高、頻率不高也不低和頻率很低三種情況。

不管是在RC串聯電路還是RC並聯電路中,對電阻而言,它都是呈現相同的電阻值,也就是不管直流還是交流,它都一樣的阻礙,在電路中沒有變化。而電容就不同,它的變化就很多,電路中的各種情況分析,都是圍繞電容的變化進行的。

電容的變化主要是在不同情況下它的容抗變化,所以RC電路基礎的學習重點,也就是要掌握好電路中的總阻抗特性。

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