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標題: 有關RC電路相位問題 [打印本頁]

作者: mo910 時間: 2010-7-16 21:44
標題: 有關RC電路相位問題
最近在看電路基礎有一點疑問
串聯RC電路的電流的相位是不是電源、電容、電阻的相位一樣，還是根本就沒有相位

并聯RC電路同理電壓的相位是不是三者都是一樣的，或者沒有相位

作者: wb61850 時間: 2010-7-17 05:33
首先鼓勵一下咯，呵呵。

能夠勇于提問就值得表揚，呵呵。

不過LZ的問題有些含糊和籠統哦。呵呵

作者: wb61850 時間: 2010-7-17 05:40
以下個人觀點，僅供參考。

首先呢大家在提問的時候最好把原理圖發上來。因為問題比較專業所以過于含糊的話是不好理解的。
關于“相位”問題，我在以前的帖子中曾經談過。其實重要的不是相位而是“相位差”。
“正弦相位（差）或者“脈沖相位（差）”這是要清楚的。一個呢是與“弧度（或角度）”有關的量，另一個是與“時間（差）”有關的量。其實這兩者都是在比較信號的瞬時值的差異。

作者: wb61850 時間: 2010-7-17 05:44
所以，任何信號（無論是電壓或電流）都是有相位（差）的。

只是要明確信號是和哪一個信號相比較的相位差。

還要明確是怎樣的信號（正弦信號或脈沖信號或其它的信號）。

作者: mo910 時間: 2010-7-17 08:58
首先感謝版主的熱心回答
我所說的RC串并聯電路是在交流電路中
我的意思是在串聯RC電路中，我們知道電源，電阻，電容，存在電壓相位差，具體的是電容的電壓滯后于電阻的電壓90度，而電容得電流超前電壓90度，我的意思是，既然RC串聯電路電流處處相等，那么即使電源、電阻、電容他們三者之間存在電壓相位差，但是他們的電流不存在相位差，而且電流的相位和電阻的電壓同相？
那么這樣的話就是說，在RC串聯電路中電容的電流電壓的相位差是90度，電阻的電壓電流的相位差為0。而電源的電壓電流相位差等電源和電阻的電壓的相位差？

同理在并聯RC電路中，三者之間存在電流相位差，而因為并聯電路中電壓處處相等，所以三者之間沒有電壓相位差，而是電壓的相位等于并聯電路中電阻電流的相位差？

回版主
這個沒有什么圖
我就是最近在看基本的RC串并聯電路的疑問

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 05:59
呵呵，LZ的疑問還是不少的哦。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:07
下面呢，我試圖回答一下LZ的問題。

當然了，水平有限錯誤難免，僅供大家參考。

在這里呢為了說明問題用到了“Multisim Analog Devices Edition”軟件。這是一個免費的軟件，有興趣的朋友可以到：
http://www.analog.com/zh/content/CU_multisim_SPICE_program_download/fca.html
下載。
請大家注意，免費的軟件只能用于學習目的，不能用于商業目的哦。呵呵

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:15
首先呢回答“同理在并聯RC電路中，三者之間存在電流相位差，而因為并聯電路中電壓處處相等，所以三者之間沒有電壓相位差，而是電壓的相位等于并聯電路中電阻電流的相位差？”

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:24
LZ在問題中涉及的電源類型為“正弦電壓源”。

在這里我們把正弦電壓源看作是理想的正弦電壓源。即電壓源的內阻等于零。

正弦量的“三要素”即振幅、頻率和相位（或初始相位）這三者是要熟記的。
在這里我們設定正弦電壓源的振幅為1V，頻率為1KHz，相位為0度。
由于LZ提出的問題都涉及電壓、電流的相位，所以電源的初始相位為0度這點是很重要的。因為我們在談其它的電壓或電流的相位時是以電源的相位作為參考的，即其它信號與電源電壓之間的相位差。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:26
OK，我們繼續。呵呵

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:29
郭老大的地盤有一點是非常好的。啥么？

就是不管你蓋多少層樓都是穩賺不賠的哦。

哈哈

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:30
所以大家要“積極該樓、勇于該樓”不要怕樓太高了會倒塌哦。哈哈

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:31
我已經賺了好幾千層樓了，我決定還要繼續賺下去哦。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:32
OK，我們書歸正傳！

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:37

大家請看圖。

這個呢就是RC并聯電路的示意圖。

在這個電路中電壓源V1的參數已經標注在圖中，和我們以上假設的參數一致。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:47
同時呢我們假設電阻的阻值為1K歐，電容的電容量為1微法。

大家知道，理想電阻器的電阻值是不隨信號頻率的變化而變化的哦。

但是，理想的電容器的容抗就不一樣了（雖然容抗或感抗的單位和電阻一樣都是歐姆）。電容器的容抗是隨著信號頻率的增大而呈反比例減小的。

對于直流信號而言容抗為“無窮大”電容器可以視為“開路”；對于頻率很高的信號來說“容抗很小”電容器可以視為“短路”。

還有一點也是很重要的哦，那就是“理想電容器是不消耗電源功率的”。通俗一點的講呢就是在電路中當電路正常工作時，電容器是不會“發熱”的。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:52
有兩位同志我不太喜歡，昨天我得罪這哥倆了。誰么？

一個是“灶王爺”；一個是“馬屁精”。

嘿嘿。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 06:54
OK，我們繼續學習。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 07:09

大家請看上圖。

在這個圖中我們主要明確電壓V這個變量。

由于我們假設電源是理想的正弦電壓源，所以電壓V即正弦電壓源的輸出電壓。并且該電壓是不隨負載的變化而變化的。

同時大家也要看到，由于是R和C是并聯的關系，所以電壓V也是電容C1以及電阻R1兩端的電壓。

那么電壓V是一個怎樣的波形呢？請往下看。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 07:18

這就是電壓V的波形（由軟件仿真得到）。

大家從這個波形中可以看出正弦量的三要素，即振幅、頻率（周期的倒數）和相位（初相位）。

用軟件仿真對于學習還是有一定的幫助的，這點請大家注意。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 07:45

這張圖呢表示該電路中各電流以及它們相互之間的關系。

電源支路的電流用“i1”表示，電容器支路的電流用“ic”表示，電阻器支路的電流用“ir”表示。

那么這三者是何關系呢？

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 07:54
請大家注意，上圖標示的是某個瞬時電流的方向。

大家知道，在正弦交流電路中電流的大小和方向是隨著時間不斷變化的（變化的規律仍然是正弦的）。

所以圖中電流的方向為瞬時方向。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 08:03

在電流節點處滿足“基爾霍夫電流定律”。即“流入節點的電流等于流出節點的電流”，或者說“節點處的電流之和恒等于零”。

請大家注意，上述定律是在“瞬時狀態”下得到的。是指流入節點電流和流出節點電流的瞬時值的關系。
用公式表示為：i1-ic-ir=0 或 ic+ir=i1 。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 08:15
OK，那么大家知道了在上述電路中各支路電流都是按照正弦規律變化的。

大家知道，正弦量也稱為“復數量或矢量”。那么對于正弦量的幅值來說，是不是也滿足瞬時值疊加的關系呢？
不是的。大家知道，瞬時值疊加的關系是一種代數關系（代數和）。而正弦量幅值疊加的關系不是代數關系，而是矢量疊加（矢量和）。

如在上述節點中，i1、ic 以及ir三者的幅值關系為：
i1m=sqrt(icm^2+irm^2)

在這個公式中，i1m代表電源支路正弦電流的幅值。同理icm和irm各代表電容支路電流的幅值和電阻支路電流的幅值。sqrt代表平方根，^2代表平方。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 08:35

這張圖表示出了各支流電流的瞬時值以及幅值。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 08:43
OK，那么我們看看電壓V（V1）和各支流電流又是怎樣的關系吧。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 08:47

請看電路圖。

各支路電流的相位就是各支流電流與電源電壓V1之間的相位差。

在這里電源電壓的初始相位即初相位是已知的，它等于零。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 09:07

呵呵，這就是電源電壓V1（參考相位）以及各支流電流的波形和它們之間的相位關系了。

說明一下，該圖中V1的幅度并不是實際的幅度，而是按比例縮小的。這樣作的目的是為了比較V1與各支流電流的相位差（否則難以比較。因為V1的幅度為1V，而各支流電流的幅度為mA級）。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 09:20
大家能從上面的圖中看出各支流電流與電源電壓之間的相位（差）嗎？

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 09:21
呵呵，大體上能看出來就OK了。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 09:23
至少可以看出來V1和ir是同相的吧（電源電壓與電阻電流之間的相位差等于零）。

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 09:29
以上我們對理想電壓源作用下的簡單RC并聯電路的相位問題作了一下個別分析。

希望所作分析能對LZ和大家有所幫助。

水平有限，錯誤難免，還請大家批評指教。

LZ也可以自行分析一下“在理想正弦電壓源作用下的簡單RC串聯電路的相位關系”。

只要思路明晰方法得當，有的問題是完全可以自己解決的哦。呵呵

作者: wb61850 時間: 2010-7-18 09:31
今天就到這里，祝大家愉快。再見

作者: 忽悠八你 時間: 2010-7-18 16:44
“灶王爺”可不是好得罪的哦，傻孩子。

作者: xiaoxiao 時間: 2010-7-18 17:06
腳踩“忽悠”拳打“八你”哈哈。

作者: 安心草的葉 時間: 2010-7-21 18:21
呵呵學習了~

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