RC电路(一)RC串联、并联电路详解
由电阻R和电容C组成的电路称为阻容电路,简称RC电路,这是电子电路中十分常见的一种电路,RC电路的种类和变化很多,需要认真学习,深入掌握。
RC串联电路
下图所示是RC串联电路,RC串联电路由一个电阻R1和一个电容C1串联而成。在串联电路中,电容C1在电阻R1后面或前面是一样的,因为串联电路中流过各元器件的电流相同。
RC串联电路电流特性
1)电流特性
由于电容的存在,电路中是不能流过直流电流的,可以流过交流电流,所以这一电路常用于交流电路中。
2)综合特性
这一串联电路具有纯电阻串联和纯电容串联电路综合起来的特性。在交流电流通过这一电路时,电阻和电容对电流都存在着阻碍作用,其总的阻抗是电阻和容抗之和。
电阻对交流电的阻值不变,既不受交流电的频率和幅值影响,但是电容的容抗随交流电的频率而变化,所以RC串联电路总的阻抗是随频率而变化的。
2、RC串联电路阻抗特性
下图所示是RC串联电路的阻抗特性曲线。图中x轴为频率,y轴为电路阻抗。
从曲线中可以看出,曲线在f0处改变,这一频率称为转折频率,这种RC串联电路只有一个转折频率。
在进行RC串联电路的阻抗分析时,要将输入信号频率分为两种情况。
输入信号频率f大于转折频率f0.
下图是输入信号频率高于转折频率时的示意图,当输入信号频率大于转折频率时,整个RC串联电路总的阻抗不变了,其大小等于R1,这是因为当输入信号频率高到一定程度后,电容C1的容抗几乎为零,可以忽略不计,而电阻R1的阻值是不随频率变化而变化的,所以此时无论频率是否变化,总的阻抗等于R1并保持不变。
输入信号频率小于转折频率
下图是输入信号频率小于转折频率时的示意图。由于输入频率变低,电容C1容抗变大,大到与电阻R1的值相比不能忽略的地步,所以此时要考虑C1容抗。
当输入信号频率低到一定程度时,C1的容抗在整个RC串联电路中起决定性作用。
从曲线可以看出,随着频率降低,C1容抗越来越大,所以该电路总的阻抗是R1的阻值和C1的容抗之和,在频率为零时,因为电容C1对直流电流呈现开路状态,所以该电路的阻抗为无穷大。
下图是着重RC串联电路转折频率示意图,计算公式如下。
当电容C1的容量较大时,转折频率很小,如果转折频率低于交流信号的最低频率,则此时该串联电路对信号的总阻抗基本等于R1,在一些耦合电路中常用到这种情况。
如果转折频率不是低于交流信号的最低频率,那么这种RC串联电路就不是用于耦合电路,而是有其它用途。
3、故障检测
关于RC串联电路故障检测的思路是:当电路有一只元器件出现开路故障,这一电路将无电流,当C1短路,电路的阻抗将不随频率而变化,只有电阻R1起到电阻作用。
RC并联电路
下图所示是RC并联电路,它有一个电阻R1和一个电容C1并联组成,这一RC并联电路可用在直流电路中,也可用在交流电路中。
这一电路接在直流电路中是时,直流电流只能流过电阻R1,不能流过电容C1。
当这一电路接在交流电路中时,R1和C1都流过交流电流,具体电流大小由R1的阻值,C1的容抗决定,
1、RC并联电路阻抗特性
1)阻抗特性及转折频率.
下图所示是RC并联电路的阻抗特性曲线,它也是只有一个转折频率,计算公式如下
这一转折频率公式与串联电路的一样。当电容C1的值较大时,转折频率很小,若转折频率小于信号的最低频率,则此时该电路对信号而言阻抗几乎为零,这种情况的RC并联电路在一些旁路电路中经常用到,如放大器电路中的发射极旁路电容。
2)输入信号频率大于转折频率
下图是输入信号频率高于转折频率时的示意图。由于电容C1的容抗岁频率升高而下降,此时C1的容抗小到可以与R1比较了,这样就需要考虑C1的存在。
当输入信号频率高于转折频率后,由于R1与C1的并联,其总的阻抗下降。当频率高到一定程度,总的阻抗为0,如上图所示。
3)输入信号频率小于转折频率
下图是输入信号频率小于转折频率时的示意图。由于此时C1容抗相对于R1很大,相当于开路,此时整个电路的总阻抗等于R1
2、故障检测
1)如果怀疑电路中C1开路,可以直接在C1上并联一只等量电容
2)如果怀疑C2短路,可以用万用表欧姆档在路测量C1
20个经典模拟电路(10)串联稳压电源
1 串联稳压电源的组成框图:
2 每个元器件的作用:
R3R4R5组成采样电路,当输出电阻将基础代谢变化量的一部分送到比较放大器的基极,基极电压能反映输出电压的变化,称为取样电压。电阻R2和稳压管D2组成基准电路,这Q2发射极提供一个基准电压,R2为限流电阻,保证D2有一个合适的工作电流。三极管Q2和R1构成比较放大环节,Q2是比较放大管,R1既是Q2的集电极电阻 ,又是Q1的基极偏置电阻,比较放大管的作用是先放大输出电压的变化量,然后加到调整管的基极,控制调整管工作,可以提高控制的灵敏度和输出电压的稳定性。Q1是调整管,它与负载串联,所以称之为串联型线性稳压电路。调整管Q1受比较放大管的控制,工作在放大状态,集射间相当于一个可变电阻,用来抵消输出电压的变化。
稳压过程分析:
3 输出电压计算:
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