R、L、C串聯電路

2021-01-10 小陳電子

一、RL串聯交流電路

RL串聯電路

1.總電壓與電阻兩端電壓和電感兩端電壓的關係

相量圖

根據勾股定理得:

總電壓與各分電壓的關係
總電壓相位

2.RL串聯電路的阻抗

三角關係

由三角關係得到

總阻抗

二、RC串聯交流電路

RC串聯電路

1.總電壓與電阻兩端電壓和電容兩端電壓的關係

相量圖

由勾股定理得

總電壓與分電壓的關係
相位

2.RC串聯電路的阻抗

RC串聯對交流電的阻礙作用用阻抗來描述,阻抗用符號Z表示,阻抗Z的單位為Ω。

同RL串聯電路一樣,阻抗Z、電阻R和容抗XC也構成阻抗三角形,阻抗三角形與電壓三角形是相似三角形。根據勾股定理,可得電路的阻抗為

總阻抗

三、RLC串聯交流電路

RLC串聯電路

RLC串聯電路各元件兩端電壓的相量如圖所示。

相量

由UR,UL-UC和U組成的電壓三角形中求出電路的總電壓U的大小為:

總電壓

根據阻抗三角形與電壓三角形是相似三角形,可得電路的阻抗為:

總阻抗

四、功率和功率因數

1.RLC串聯電路的功率。

在RLC串聯電路中的有功功率,就是電阻上所消耗的功率,即:

有功功率

電感和電容雖然不消耗功率,但與電源之間進行著周期性的能量交換,它們的無功功率分別為:

無功功率

根據功率三角形,可得電路的視在功率S:

視在功率

2.功率因數

電路的有功功率與視在功率的比值叫做功率因數,即:

功率因數

功率因數的大小是表示電源功率被利用的程度。因為任何發電機都會受到溫升和絕緣問題的限制,所以,使用時必須在額定電壓和額定電流範圍以內,即額定視在功率以內。電路的功率因數越大,則表示電源所發出的電能轉換為熱能或機械能越多,而與電感或電容之間相互交換的能量就越少。

在生活中,我們用電機的時候,有時會發現有些電機上並聯了一個電容,這個電容就是為了提高功率因數而加的無功補償。當然有些加的電容是電機的啟動電容,這個要視情況而論。

五、總結

以上最重要的公式我認為是阻抗的計算,因為我們在電路中會設計到阻抗計算,對於其他的,你只有做工頻電路才有可能涉及到。

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