交流电路基础讲解
交流电路中的阻抗电工基础
沟通电路中的阻抗 - 电工基础与直流电路中的电阻不同，我们把沟通电路中阻碍电流通过的物理量称为阻抗。
在沟通电路中，阻抗包括感抗、容抗和电阻，在沟通电路计算中，可以将感抗、容抗和电阻合写为电路的阻抗。
（1）电感电感由一匝或多匝线圈组成当电感线圈中通有电流时，将在线圈中产生磁通，当磁通因电流变化而发生变化时，线圈中将产生自感电动势。
其中称为电感，“”表示电感产生的自感电动势总是阻碍电流的变化。
电感元件的符号可用下图的形式表达。
图1 电感实物图2 电感符号电感元件的瞬时功率对时间积分即为时间内电感上消耗（或存储）的电能，即：。
电感上能量的实质是磁场能，当电感上电流变大时，磁场能增大，电路中的电能转化为磁场能，电感元件从电源取用能量；电流变小时，磁场能减小，电路中的磁场能转化为电能，电感元件向电源放还能量。
（2）电容原理上讲，电容由两块隔开适当距离（由绝缘材料隔开）的金属导体极板构成，其产品实物如下图：图3 电容实物图4 电容符号电容元件的瞬时功率对时间积分即为时间内电感上消耗（或存储）的电能，即：。
当电容两端电压变大时，电容的电场能增大，电容元件从电源取用能量（充电）；电压变小时，电容的电场能减小，电容元件向电源放还能量（放电）。
（3）电阻在沟通电路中，电阻的表达式与作用和直流电路中全都。
如下是电阻的实物图和符号图。
图5 电阻实物图6 电阻符号电阻在沟通电路中的关系式为，时间内，在电阻上消耗的电能完全转化为热能，为。
在沟通电路中，当电阻、电感、电容元件串联时，依据基尔霍夫电压定律可以写出该沟通电路的电量瞬时值基本关系式：。
将该式各项相量表出后，可得到阻抗的数学表达式：阻抗中的即为总电压与总电流之间的相位差。
有：；其中，为正时电路是电感性的，为负时电路是电容性的。
求电路总电压的有效值，只需要求出相量的模长即可。
电路基础原理交流电路中的电压分压与电流分流
电路基础原理交流电路中的电压分压与电流分流电路基础原理：交流电路中的电压分压与电流分流在电路学中，电压分压和电流分流是两个基本的概念。
无论是直流电路还是交流电路，电压分压和电流分流都是电路中非常重要的概念，对于理解电路的工作原理和计算电路参数非常重要。
一、电压分压1. 电压分压原理电压分压是指将电路中的总电压按照一定比例分配到不同的元件上。
在交流电路中，电压分压通常使用串联电阻来实现。
串联电阻是将电阻依次连接在电路中的各个元件上，通过串联电阻可以将电源电压分到不同的元件上。
2. 串联电阻的计算为了计算电压分压的结果，首先需要了解串联电阻的计算公式。
在串联电路中，总电阻（Rt）等于各个电阻（R1、R2、R3...）的和：Rt= R1 + R2 + R3 + ... 根据这个公式，可以计算出电路中各个电阻上的电压。
3. 电压分压的应用电压分压在电路中有着广泛的应用。
例如，在电源适配器中，通过串联一个电阻可以将电源输出的高电压降低至合适的电压，并供应给合适的元件工作。
二、电流分流1. 电流分流原理电流分流是指将电路中的总电流按照一定比例分配到不同的支路上。
在交流电路中，电流分流通常使用并联电阻来实现。
并联电阻是将电阻连接在电路中的不同支路上，通过并联电阻可以实现电流的分流。
2. 并联电阻的计算为了计算电流分流的结果，首先需要了解并联电阻的计算公式。
在并联电路中，总电阻（Rt）等于各个电阻（R1、R2、R3...）的倒数之和的倒数：1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... 根据这个公式，可以计算出电路中各个支路上的电流。
3. 电流分流的应用电流分流在电路中也有着广泛的应用。
例如，在分压式电位器中，通过并联一个电阻可以将电压分压比调节到合适的范围，并用于电路中需要不同电压的元件。
总结电压分压和电流分流是电路中非常重要的概念，广泛应用于各个电路中。
电压分压通过串联电阻将电路中的总电压分到不同的元件上，而电流分流通过并联电阻将电路中的总电流分到不同的支路上。
电路基础原理交流电路的基本特性
电路基础原理交流电路的基本特性交流电路的基本特性电路是电子技术的基础，而交流电路是电路中最常见的一种形式。
交流电路与直流电路不同，它的电流和电压随时间变化，具有一定的周期性。
本文将探讨交流电路的基本原理和特性，以及其在现代电子设备中的应用。
首先，我们来了解一下交流电路的基本原理。
交流电路由交变电源、电容、电感和电阻等基本电子元件组成。
交变电源是交流电路的能量源，它产生的电流和电压随时间变化，呈现出周期性的正弦波形。
电容和电感则是交流电路中的储能元件，它们分别能够储存和释放电能。
电阻则起到限制电流流动的作用。
交流电路的特性之一是频率。
频率是指交变电源的周期性变化的快慢程度，用赫兹（Hz）来表示。
一般情况下，交流电源的频率为50Hz或60Hz。
频率越高，电流和电压的变化就越快，单个周期内的能量传输也就越多。
另一个重要的特性是幅值。
幅值是指电流和电压的最大值，用伏特（V）或安培（A）来表示。
幅值越大，交流电路传递的能量就越大，相应的电子设备也有更强的工作能力。
交流电路还具有相位差的特性。
相位差描述了电流和电压之间的时间差。
在正弦波中，电流和电压的相位差是通过相位角来度量的。
当相位差为0时，电流和电压保持同相；当相位差为π/2（或90°）时，电流滞后电压；当相位差为-π/2（或-90°）时，电压滞后电流。
相位差的变化可以影响到电路中电能的传输方向和电子器件的正常工作。
交流电路还具有阻抗的特性。
阻抗是交流电路中电阻、电容和电感的总和。
它与直流电路中的阻值有所不同，可以是复数形式，包括实部和虚部。
阻抗的值取决于频率，不同频率下的阻抗也不同。
阻抗的变化使得交流电路可以对不同频率的信号做出不同的响应。
交流电路的基本特性决定了它在现代电子设备中的广泛应用。
例如，交流电路在家庭和办公环境中的交流电压供应系统中扮演着重要角色。
它不仅可以为电子设备提供所需的电能，还能保护电子设备免受电压过高或过低的影响。
电路基础原理交流电路中的共模抑制与差模增益
电路基础原理交流电路中的共模抑制与差模增益电路基础原理：交流电路中的共模抑制与差模增益电路是电子技术领域中的基础，了解其基本原理有助于我们更好地应用和理解电子设备。
本文将重点介绍交流电路中的共模抑制与差模增益。
在交流电路中，信号可以分为共模信号和差模信号。
共模信号是指两个输入信号具有相同的幅值和相位的情况，而差模信号是指两个输入信号之间的差值。
差模信号往往代表了我们所关注的有用信号，而共模信号则往往是干扰源或噪声源。
共模抑制是指电路对共模信号的抑制能力。
在实际应用中，我们通常希望差模信号得以保留，而共模信号则需要被抑制。
共模抑制能力越强，则差模信号得以更好地传递，对于提高信号质量和减小噪声干扰至关重要。
差模增益是指电路对差模信号的放大能力。
差模信号在电路中传输时需要通过放大来增强信号的幅值，以保证后续的处理和分析。
差模增益越大，则差模信号能够得到更好地放大，从而提高系统的灵敏度和可靠性。
在交流电路中，共模抑制与差模增益常常被同时考虑。
一个理想的电路应该同时具备较高的共模抑制和差模增益，以确保差模信号得以准确传递和放大。
然而，实际电路中，共模抑制与差模增益之间存在着天然的矛盾关系。
一种常见的实现共模抑制与差模增益的方法是差分放大器电路。
差分放大器电路由两个输入端和一个输出端组成，采用差模输入的方式。
当共模信号传入时，差分放大器会通过对输入信号取差值的方式来抑制共模信号。
而当差模信号传入时，差分放大器会将差模信号放大并输出。
理想情况下，差分放大器可以完美抑制共模信号并将差模信号放大。
然而，在实际电路中，由于两个输入端之间的元器件不可避免地会存在一定的不匹配，以及供电噪声、温度变化等因素的影响，共模抑制与差模增益会受到一定的限制。
为了提高共模抑制和差模增益的性能，我们可以采取一系列的措施。
首先，选择优质的元器件以减小不匹配带来的影响。
其次，通过设计合理的电路结构，来提供更好的抑制和增益性能。
此外，可以采用滤波、补偿等技术手段来克服温度和供电噪声等干扰源。
电路基础原理交流电路中的频率与相位
电路基础原理交流电路中的频率与相位在电路基础原理的学习过程中，交流电路是一个重要的概念。
交流电路由于其频率与相位的变化，具有广泛的应用领域。
本文将从频率和相位两个方面来探讨交流电路的基础原理。
一、频率在交流电路中的作用频率是指交流电路中信号周期性变化的次数。
在交流电路中，频率的大小对电路的性能具有重要影响。
首先，频率与信号的传输速率密切相关。
高频率的信号传输速度较快，具有较快的数据传输能力。
因此，在现代通信系统中，高频率信号常常用于高速数据传输，如无线网络等。
其次，频率还与能量传输有关。
根据电路理论，传输功率等于电流平方与阻抗的乘积。
频率越高，电流平方的变化速度也越快，导致功率的增加。
因此，在要求高能量传输的领域，如电力系统中，使用高频率能够提高能量传输效率。
最后，频率还与信号的滤波效果相关。
交流电路中的滤波器可以根据信号频率的不同滤除或放行特定频率的信号。
通过控制输入信号的频率，滤波器可以实现对特定频率信号的选择性放大或抑制，从而达到滤波的目的。
二、相位在交流电路中的作用相位是指同一信号波形在某一时刻相对参考波形的时间差。
在交流电路中，相位的变化对电路的性能产生重要影响。
首先，相位可以用来描述信号之间的时间关系。
在多种信号共同作用的交流电路中，相位差的变化可以构成相位差矢量图，进而描述信号波形之间的相对位置和时间差。
通过调整相位差，可以实现信号的合成和分解，因此在信号处理和通信领域具有重要作用。
其次，相位差还可以用来描述电路中信号的相对延迟效应。
在电路中，不同元件之间存在着传导延迟，导致信号到达时间的差异。
通过控制信号的相位差，在电路中可以实现延迟或提前信号的效果，并且可以消除传导延迟对电路带来的影响。
最后，相位差还可以用来描述交流电路中的相位移动现象。
当信号通过电感、电容等元件时，信号的相位会发生变化，即相位移动。
通过控制电路中的元件参数可以实现相位移动的控制，从而实现对信号的相位调节和相位修正。
交流电路基础讲解
结论：三相电源绕组作Δ接时，线电压等于电源绕组的感
应电压。此种供电系统称为三相三线制。通常电源 绕组的连接方式为星形。
三相四线制供电系统两种电压一般表示为
U l 3 U p 30
日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为:
U l 380V 、 U P 220V
或
U l 220V 、 U P 127V
• 瞬时值表达式
• 也称解析式
• 三、正弦交流电的周期、频率和角频率
• 四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值.
• 五、正弦交流电的相位与相位差
§ 5-2 正弦交流电的 相量图表示法
在物理学中，曾学习过速度矢量 力矢量等，他们都是既有大小又 有方向的量，一般称他们为空间 矢量，其加减运算遵循平行四边 形法则。用以表示正弦交流电的 旋转相量与力学中的矢量不同， 它只是相位随时间变化的量，虽 然加减运算也遵循平行四边形法 则，但与方向无关
• 三、功率
• 纯电容电路无功功率为：
2 U 2 QC UI I X C XC
容量为40µ F的电容接在
u 220 2 sin( 314 t )V 6
的电源上，试求： （1）电容的电抗 （2）电流的有效值 （3）电流的瞬时值表达式 （4）电路的无功率
§5-6 RLC串联电路
-UB
120° 30°
电源的中性点总是接地的，因此相电 压在数值上等于各相绕组首端电位。 UAB 线电压与相电压之间的关系
UA
U AB U A U B U BC U B U C U CA U C U A
-UA来自UB120° 30° -UC
电压等于两 点电位之差
三相正弦交流电路基础知识讲解
. UVW
－IW. U
. IU
(a)
(b)
图 5.10 负载的三角形连接及电压、 电流相量图
第5章 三相正弦交流电路
5.2.2 负载的三角形（△）连接（二）
1、负载的相电压等于电源的线电压
•
•
•
2、相电流为
•
I UV
UUV
,
•
I VW
U VW
,
•
I WU
U WU
ZUV
ZVW
ZWU
3、线电流为
•
•
•
U N'N
ZU 1
ZV 1
ZW 1
ZU ZV ZW
若负载对称, 即 ZU ZV ZW Z Z ，则
第5章 三相正弦交流电路
5.2.1 负载的星形（Y）连接（六）
•
•
•
•
U N'N
UU ZU
1
UV UW ZV ZW
11
1
•
(U U
•
UV
•
UW
)
Z 3
0
ZU ZV ZW
Z
•
•
•
UU UV UW
•
•
IV 2 I U 2 120
•
•
I W1 I U1 120 ,
•
•
I W 2 I U 2 120
第5章 三相正弦交流电路
5.3.2 对称三相电路的一般解法（五）
•
•
I UV2
IU2 3
30
•
•
I VW2
IV2 3
30
•
•
I WU2
IW2 3
交流电路中的电压电流关系知识点总结
交流电路中的电压电流关系知识点总结在电学领域，交流电路中的电压电流关系是一个重要且基础的概念。
理解这些关系对于分析和设计电路、解决实际的电气问题都具有至关重要的意义。
首先，我们来谈谈交流电路中最基本的元件——电阻。
在纯电阻交流电路中，电压和电流是同相位的。
这意味着它们同时达到最大值、最小值和零值。
电阻两端的电压与通过电阻的电流之间的关系遵循欧姆定律，即电压等于电流乘以电阻（＄U ＝ I\times R$）。
例如，当通过一个 10 欧姆电阻的交流电流为 2 安培时，电阻两端的电压就是 20伏特。
接下来是电感元件。
电感在交流电路中会产生感抗，其大小与电感量和交流电的频率有关。
感抗（＄X_L$）可以用公式$X_L ＝ 2\pifL$来计算，其中$f$是交流电的频率，＄L$是电感量。
在纯电感交流电路中，电流滞后电压 90 度。
也就是说，当电压达到最大值时，电流为零；而当电压为零时，电流达到最大值。
这是因为电感会阻碍电流的变化，当电压变化时，电感会产生自感电动势来抵抗电流的变化，从而导致电流滞后于电压。
再说说电容元件。
电容在交流电路中会产生容抗，其大小与电容量和交流电的频率有关。
容抗（＄X_C$）可以用公式$X_C ＝＼frac{1}｛2\pi fC}＄来计算，其中$f$是交流电的频率，＄C$是电容量。
在纯电容交流电路中，电流超前电压 90 度。
这是因为电容两端的电压不能突变，当电压开始变化时，电流会立即响应，从而导致电流超前于电压。
在实际的交流电路中，往往不是单纯的电阻、电感或电容，而是它们的组合。
对于串联交流电路，如果是电阻和电感串联，总阻抗（＄Z$）等于电阻的平方加上感抗的平方的平方根，并且电压和电流之间的相位差取决于电阻和感抗的比例。
如果是电阻和电容串联，总阻抗等于电阻的平方加上容抗的平方的平方根，电压和电流之间的相位差也取决于电阻和容抗的比例。
对于并联交流电路，情况会稍微复杂一些。
在电阻和电感并联的电路中，总导纳等于电阻的倒数加上感抗倒数的平方和的平方根的倒数。
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I
U XL
• 感抗只是电压与电流最大 值的比值，而不是电压与 电流瞬时值的比值，Xl= 这是因为u和i的相位不同
• 三 、功率
• 纯电感电路不消耗能量,电感是一种储能元件 • 不同的电感与电源转换能量的多少也不 同.通常用瞬时功率的最大值来反映电感 与电源之间转换能量的规模，称为无功 功率 用 Q 表示 .单位名称是乏，用符号 L Var。 2 UL 2 • Q U I I X
Im
Um R
• 同时除以
2
得：
U I R
• 三、 功率
在任意瞬间电阻中电流瞬间值与同一瞬间的电阻两端电压的瞬间值的 乘积，称为电阻获取的瞬间功率，用 表示，即
PR
2 Um PR ui sin 2 t R
• 结论：
• 电阻总是要消耗功率因此 电 阻是一种消 耗的功率的平均值来表示功率的大 小叫做平均功率.平均功率又称为有 功功率,用P表示,单位仍是W
• 在纯电感电路中，电流与电压成正 比，与容抗成反比，即
I U XC
• （这就是纯电容电路欧姆定律表达式。）
• 设电压 为参考正弦量，电流i的瞬 时值表达式为 uc i C t
• 三、功率
• 纯电容电路无功功率为：
2 U 2 QC UI I X C XC
容量为40µ F的电容接在
• 瞬时值表达式
• 也称解析式
• 三、正弦交流电的周期、频率和角频率
• 四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值.
• 五、正弦交流电的相位与相位差
§ 5-2 正弦交流电的 相量图表示法
在物理学中，曾学习过速度矢量 力矢量等，他们都是既有大小又 有方向的量，一般称他们为空间 矢量，其加减运算遵循平行四边 形法则。用以表示正弦交流电的 旋转相量与力学中的矢量不同， 它只是相位随时间变化的量，虽 然加减运算也遵循平行四边形法 则，但与方向无关
• • • • • •
二、电路的电感性、电容性、和电阻性 1、电感性电路 当 X L X C 时，则 U L U C 阻抗角φ ﹥0,电路 程电感性，电压超前电流 φ 角。 2、电容性电路 当 X L X C 时，则 U L U C 阻抗角φ ﹤0,电路 程电容性，电压滞后电流 φ 角。 3、电阻性电路 当 X L X C 时，则 U U 阻抗角φ ﹤0,电路 程电容性，电压滞后电流 φ 角。
L C
三、功率
• 在RLC串联电路中，只有电阻是消耗功率的， 所以在RLC串联电路中的有功功率就是电阻上 所消耗的功率，即 P U R I UI cos • 电路的无功功率为电感和电容上的无功功率之 差即 • Q QL QC (U L UC )I UI sin •
• 电压与电流的有效值的乘积定义为视在 功率，用S表示，单位为伏· 安（V· A）。 • 视在功率S与有功功率P和无功功率Q的 关系为：
白炽灯,卤钨灯,电暖气,工业电阻炉等的电路都可近似的看成是纯电阻电路)
• 一、 电流与电压的相位关系 • i＝ u U m sin t R R
• 在正弦电压的作用下电阻中通过的电流也是一个同频 率的正弦交流电流且与加在电阻两旁的电压同相位.
• 二、电流与电压的数量关系 • 通过电阻的最大电流
• 应用相量图时注意以下几点 ：
• 1、同一相量图中，各正弦交流电的频率应相同 • 2、同一相量图中，相同单位的相量应按相同比例画出 • 3、一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向逆时针 转动的角度为正，反之为负。
§5-3 纯电阻电路
• 交流电路中如果只需考虑电阻的作用这种电路称为纯电阻电路 (如
• 容抗的大小与那些因素有关： • （1）电容器的电容量越大，容抗越小。 • （2）交流电的频率越高，电容器的容量 越小。 1 1 计算式为： XC C 2fC
二、电流与电压关系
• 把电容器接到交流电源上，如果电容器的电阻 和分布电感可以忽略不计，可以把这种电路近 似的看成是纯电容电路
S P 2 Q 2 P S cos Q S sin
• 式中
P cos ，称为功率因数。 S
1.周期
交流电每重复变化 一次所需的时间成 为周期.用符号T表 示.单位是s.
2.频率
交流电在1s内重复变化的次 数成为频率,用符号f表示. 单位名称是赫兹（Hz）.简 称赫.
L L L
XL
• 无功功率并不是“无用功率”， “无功”两字的含义是说它没有被 消耗掉。实际上许多具有电感性质 的电动机变压器等设备都是根据电 磁转换原理利用无功功率而工作的。
§ 5-5 纯电容电路
一、电容对交流电的阻碍作用
电容器对交流电的阻碍作 用叫做容抗，用Xc表示，单 位Ω。
• 电容的容抗与频率的关系可以 概括为： • 隔直流，通交流，阻低频， 通高频。 • 因此电容也被称为高通元件
u 220 2 sin( 314 t )V 6
的电源上，试求： （1）电容的电抗 （2）电流的有效值 （3）电流的瞬时值表达式 （4）电路的无功率
§5-6 RLC串联电路
一、电压与电流关系
• RLC串联电路的总电压瞬时值等于多个元件上电 压瞬时值之和，即
u uR uL uC
§ 5-4 纯电感电路
• 一、电感对交电流的阻碍作用
• 电感的感抗与频率的关系可以 概括为： • 通直流，阻交流，通低频， 阻高频。 • 因此电容也被称为低通元件
• 二、电流与电压的关系
• 由电阻很小的电感线圈组成的交流电路,可以近似地看做是 纯电感电路
•
• •
在纯电感电路中，电流与电压成正比,与感抗成反比，即
• 一.什么是交流电 • 交流电的方向随着时间的变化而变化.
• （电压的大小和方向都不随时间的变化而变化的电 流称为稳恒直流电.）
•
家庭电源插座上电压的波形,电压的大小和方 向按正弦规律变化,所以称为正弦交流电.
• 二、交流电的产生
交流电可以由交流发电机提供，也可由交流发电 机 提供.也可由震荡器产生. 交流发电机主要用于提供电能. 震荡器主要用于产生各种交流信号.