电阻、电容、电感及其阻抗、容抗、感抗概念回顾
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阻抗定义在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示。
阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。
阻抗的单位是欧。
在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻。
但是在交流电的领域中电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。
它们值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。
输入阻抗定义:输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。
在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。
你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。
它反映了对电流阻碍作用的大小。
对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。
因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。
另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题。
输出阻抗输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来,对于一个理想的电压源(包括电源),内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
但现实中的电压源,则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。
这个跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源)的内阻了。
当这个电压源给负载供电时,就会有电流I从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率。
电阻、电容和电感王传芳/*************************1、电流信号的四种表示方式:2、纯电阻电路中电流与电压的关系:3、纯电感电路中电流与电压的关系:上图所示的电感,当电感线圈有电流i时,根据线圈的绕制方向(右手法则),会产生一个磁场B⃑ ,当电流变化时,线圈会产生一个感应磁场,感应磁场会抵制原磁场B⃑ 的变化,这个感应磁场就产生了电感两端的电压:4、纯电容电路中电流与电压的关系:通过电容的电流与电容两端电压的基本关系式:u =L di dt电流的变化是电感两端电压的原因。
didt >0时,感应电压与u 方向相同,didt <0时,感应电压与u 方向相反。
若 i =I sin ωt则 u =L didt =LωI cos ωt =|X L |I sin(ωt +90°) =U sin(ωt +90°) U =I X=I j |X L | 或者 I =U /j |X L | =U /X• 频率相同• 相位相差90度(电压超前电流90°)i =I sin ωtu =U sin(ωt +90°) 若 I =I∠0°则 U =U∠90° =I |X L |∠90°∠0° =I j|X L | • 复数形式的欧姆定律:i =C dudt电容两端的电压是通过其电流的时间累积效应若 u =U sin ωt 则 i =Cdu dt =CωU cos ωt =U cos ωt 1/Cω=U cos ωt |X C |=U sin(ωt +90°)/|X C |=I sin(ωt +90°)或者 u =1C ∫idt• 频率相同•相位相差90度(电压落后电流90°)i =I sin ωtu =U sin(ωt +90°)4、阻抗:在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流点所起的阻碍作用叫做阻抗。
电阻电容电感及其阻抗容抗感抗概念回顾电阻是为抵抗电流而设计的元件,是用于抵抗电流流动和分配电压的重要电子元件,是电子系统最基本的元件之一、电阻具有很多种不同的形状和大小,从一些可移动的机械变阻器到小尺寸的有机片式电阻,以及非常小的芯片电阻和无源电路中的固定电阻器等。
电阻一般用Ω表示。
电阻小的引脚连接的电路,电阻大的引脚连接回路的负极。
电容器是电路中的重要元件,也称为电容,是两条导线之间的电荷和电容的装置,用于储存电能。
其特点是会吸收和发射电荷,电容由两个导线和一个电介质构成。
电容器的电容是以单位负荷电压变化时单位电容量变化的能力来表示的,电容的单位是F(法拉)。
电容器的特性是:当施加交流电压时,能够吸收电能并存储起来,它的另一个特性是当施加直流电压时,能够减弱或抑制电流的流动。
什么是阻抗阻抗定义具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示。
阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。
如果三者是串联的,又知道交流电的频率f、电阻R、电感L和电容C,那么串联电路的阻抗阻抗的单位是欧。
对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。
在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。
也就是阻抗减小到最小值。
在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。
电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。
还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。
但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。
它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。
在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。
也就是阻抗减小到最小值。
在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
在音响器材中,扩音机与喇叭的阻抗多设计为8欧姆,因为在这个阻抗值下,机器有最佳的工作状态。
其实喇叭的阻抗是随着频率高低的不同而变动的,喇叭规格中所标示的通常是一个大略的平均值,现在市面上的产品大都是四欧姆、六欧姆或八欧姆。
耳机阻抗耳机的阻抗是其交流阻抗的简称,单位为欧姆(Ω)。
一般来说,阻抗越小,耳机就越容易出声、越容易驱动。
耳机的阻抗是随其所重放的音频信号的频率而改变的,一般耳机阻抗在低频最大,因此对低频的衰减要小于高频的;对大多数耳机而言,增大输出阻抗会使声音更暗更混(此时功放对耳机驱动单元的控制也会变弱),但某些耳机却需要在高阻抗下才更好听。
电阻、电容、电感的区别电容、电感与电阻的区别,很多老师和同学都是不熟悉的,甚至在交流电路中,有很多人还将它们的作用混为一谈,都按电阻的作用来进行分析,从而造成了很多低级错误,笔者在此略作一个辨析,以供大家参考。
一、对电流影响的本质不同1、电阻导体电阻对电流的阻碍作用,实际上是自由电荷与导体中其余部分的碰撞(比如金属导体中自由电子和金属阳离子的碰撞),使自由电荷的定向移动能量损失,转化为其余部分热运动动能的过程,有序的定向移动向无序的热运动的转化,即电能向内能的转化,这种无序的热运动不能完全自发的转化为有序的自由电荷定向移动,也就是说,这种能量转化具有方向性。
2、电容在不稳定电路中,当与电容器并联的其余部分两端电压高于电容器两极板间电压时,就会在其余部分和电容器之间形成充电电流,电容器被充电,定向移动的电荷被转移到电容器极板上,在两板间形成电场,将电路中的电能转化为储存于两板间的电场能,能量还是有序的。
当与电容器并联的其余部分两端电压低于电容器两极板间电压时,就会在电容器和其余部分之间形成放电电流,电容器被充电,电荷从电容器极板上转移到电路中发生定向移动,将储存于两板间的电场能转化为电路中的电能。
从上述分析可以看出来,如果不考虑电磁辐射的话,电容器充放电,实际上是两种有序运动的相互转化。
3、电感在不稳定电路中,当与电感器(线圈)串联的电路中电流增加时,电流形成的磁场增强导致电感器中磁通量增大,进而引起自感电动势阻碍电流的增加,这一过程,电路中传来的电能转化为电感器中的磁场能;反过来,当与电感器(线圈)串联的电路中电流减小时,电流形成的磁场减弱导致电感器中磁通量减小,进而引起自感电动势阻碍电流的减弱,这一过程,电感器中的磁场能转化为电路中的电能。
从上述分析可以看出来,如果不考虑电磁辐射的话,电感器的自感现象,实际上也是两种有序运动的相互转化。
二、对电流影响的表现不同1、暂态电路中(1)电阻:阻碍电流R U I =(2)电容:①充电过程:阻碍电流R U U I C -=,可以将此式变形为R U R U I C -=,其中R U 可以看作是电路中的电压产生的正向电流,RU C 可以看作是电容器电压产生的反向电流,电路中的电流是这两个电流的和。
电阻感抗阻抗三者的关系电阻、感抗和阻抗是电路中常见的概念,它们之间存在着紧密的联系和相互影响。
本文将以人类的视角,从直观的角度出发,为读者解释电阻、感抗和阻抗之间的关系。
我们来了解一下电阻。
电阻是电路中最基本的元件之一,它的作用是阻碍电流的流动。
电阻的大小决定了电流通过电路时的阻碍程度,单位是欧姆(Ω)。
当电流通过电阻时,会产生电阻的热量,这是因为电阻材料内部的原子和电子之间发生了碰撞,导致电阻产生热能。
电阻可以用公式R=U/I来表示,其中R表示电阻值,U表示电压,I 表示电流。
接下来,我们来讨论感抗。
感抗是交流电路中的一种元件,它主要是指电感的作用。
电感是由线圈或线圈系统构成的元件,当交流电通过电感时,会产生磁场,这个磁场又会产生感应电动势,从而阻碍电流的变化。
感抗的大小取决于电感的大小和交流电的频率。
感抗的单位是欧姆(Ω)。
感抗可以用公式XL=2πfL来表示,其中XL 表示感抗,f表示频率,L表示电感。
我们来了解一下阻抗。
阻抗是电路中的一个综合性概念,它包括了电阻和感抗的作用。
阻抗的大小决定了电路对交流电的阻碍程度,单位是欧姆(Ω)。
阻抗可以用公式Z=√(R^2+X^2)来表示,其中Z 表示阻抗,R表示电阻,X表示感抗。
从以上的描述可以看出,电阻、感抗和阻抗之间存在着密切的联系。
电阻和感抗都是阻碍电流的流动,它们分别由电阻和感抗元件来实现;而阻抗则是电路对交流电的综合阻碍程度的度量,它同时考虑了电阻和感抗的作用。
换句话说,电阻和感抗是阻碍电路中电流流动的两种机制,而阻抗则是这两种机制的综合效果。
在实际电路中,电阻、感抗和阻抗之间的关系非常复杂,需要通过计算或测量来确定。
同时,电阻、感抗和阻抗在电路中的作用也各有不同。
电阻主要用于控制电流的大小和电路的功率消耗;感抗主要用于控制电流的相位和电路对频率的响应;而阻抗则综合考虑了这两种作用,它既控制了电流的大小,又控制了电流的相位和频率响应。
总结一下,电阻、感抗和阻抗是电路中常见的概念,它们之间存在着紧密的联系和相互影响。
阻抗和电容电感的公式在我们的电学世界里,阻抗、电容和电感这三个家伙可真是让人又爱又恨。
说起它们的公式,那可是打开电学奥秘之门的重要钥匙。
先来说说阻抗吧。
阻抗这东西,就像是电路中的“拦路虎”,它会阻碍电流的顺畅通行。
阻抗的公式是 Z = R + j(XL - XC) ,这里面的 R 代表电阻, XL 是感抗, XC 是容抗。
感抗XL = 2πfL ,容抗 XC = 1 /(2πfC) 。
我还记得有一次,我给学生们讲解阻抗的概念和公式。
那是一个阳光明媚的上午,教室里的光线特别好。
我在黑板上写下了阻抗的公式,然后开始给学生们解释每个部分的含义。
我看到有个学生皱着眉头,一脸的困惑。
我走过去问他:“怎么啦,是不是没听懂?”他挠挠头说:“老师,这个公式里的那些符号我总是搞混。
”于是,我拿起一支笔,在他的本子上画了一个简单的电路图,然后对照着公式,一步一步地给他讲解。
我告诉他,电阻就像是一条直直的道路,电流走过去没啥阻碍;电感就像是一个盘山公路,电流得费点劲才能过去,所以会产生感抗;电容呢,就像是一个水库,有时候蓄水,有时候放水,也会对电流产生影响,这就有了容抗。
经过这么一番细致的讲解,他终于露出了恍然大悟的表情,那一刻,我心里别提多有成就感了。
再说说电容。
电容的公式 C = Q / U ,其中 C 是电容, Q 是电荷量,U 是电压。
电容就像是一个“电量储存罐”,能存多少电,就看它的容量大小。
电感呢,公式是L = ψ / I ,L 是电感,ψ 是磁链, I 是电流。
电感就像是一个“电流的记忆器”,它能记住电流的变化。
在实际的电路设计和分析中,这些公式可是大有用处。
比如说,我们要设计一个滤波电路,就得根据输入信号的频率和需要滤除的频率成分,来计算电容和电感的值,以达到最佳的滤波效果。
又比如,在电力传输中,为了减少能量损耗,也需要考虑线路的阻抗,选择合适的导线和设备。
总之,阻抗、电容和电感的公式虽然看起来有点复杂,但只要我们用心去理解,多做一些实际的例子,就一定能掌握它们,让它们为我们的电学之旅保驾护航。
电阻、电容、电感及其阻抗、容抗、感抗概念回顾(/yeqishi/article/details/5441820)[原创]作者不抬杠由于目前板卡中的固态电容被广泛的使用与普及,造成一些非专业网站和非专业人员常把电容和阻抗混淆在一起。
我们可以经常看到一些非专业网站的文章里谈到固态电容的阻抗或阻抗特性如何如何等,错误的认为“固态电容具有低阻抗特性”。
为使大家清楚的认识阻抗与电阻、电容、电感、感抗、容抗之间的关系,我来讲解一下这方面的专业知识。
电阻有阻碍电流通过的作用,这种阻碍作用叫作电阻,以字母R或r表示,单位为欧姆Ω。
电容表示被介质分隔的二个任何形状的导体,在单位电压作用下,容储电场能量(电荷)能力的一个参数,以字母C表示,单位为法拉F。
电容在数值上等于导体所具有的电量与两导体电位差(电压)之比值,既:C=Q/U式中:C--电容,Q--电荷,U--电压电荷以字母Q表示,单位为库仑。
一个电子的电荷是1.6×10ˉ19库仑。
电感自感与互感的统称。
自感---当闭合回路中的电流发生变化时,回路本身的磁通也发生变化,因此在回路中会产生感应电动势,这种现象称为自感现象,这种感应电动势叫做自感电动势。
以字母L表示,单位为亨H。
互感---当两只线圈互相靠近,其中一只线圈中电流发生变化时,则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化,在第二只线圈中产生感应电动势。
这种现象叫做互感现象,简称互感。
以字母M表示,单位为亨H。
感抗交流电流过具有电感的电路时,电感有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫做感抗,以符号XL表示,单位为欧姆Ω。
感抗在数值上等于电感L乘以频率ƒ的2π倍,即:XL=2πfL容抗交流电流过具有电容的电路时,电容有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫做容抗,以符号XC表示,单位为欧姆。
容抗在数值上等于2π与电容C,频率ƒ乘积的倒数,即:XC=1/(2πfC)阻抗交流电流过具有电阻、电感、电容的电路时,它们有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫作阻抗,以字母Z表示,单位为欧姆Ω 。
电路的基本概念-电流-电压-电阻-电容-电感-周期-频率如果你努力去发现美好,美好会发现你;如果你努力去尊重他人,你也会获得别人尊重;如果你努力去帮助他人,你也会得到他人的帮助。
生命就像一种回音,你送出什么它就送回什么,你播种什么就收获什么,你给予什么就得到什么。
电流:电荷的定向移动叫做电流,电流常用I表示。
电流分直流和交流两种。
电流的大小和方向不随时间变化的叫做直流。
电流的大小和方向随时间变化的叫做交流。
电流的单位是安(A),也常用毫安(mA)或者微安(uA)做单位。
1A=1000mA,1mA=1000uA。
电流可以用电流表测量。
测量的时候,把电流表串联在电路中,要选择电流表指针接近满偏转的量程。
这样可以防止电流过大而损坏电流表。
电压:河水之所以能够流动,是因为有水位差;电荷之所以能够流动,是因为有电位差。
电位差也就是电压。
电压是形成电流的原因。
在电路中,电压常用U表示。
电压的单位是伏(V),也常用毫伏(mV)或者微伏(uV)做单位。
1V=1000mV,1mV=1000uV。
电压可以用电压表测量。
测量的时候,把电压表并联在电路上,要选择电压表指针接近满偏转的量程。
如果电路上的电压大小估计不出来,要先用大的量程,粗略测量后再用合适的量程。
这样可以防止由于电压过大而损坏电压表。
电阻:电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫做电阻。
电阻常用R表示。
电阻的单位是欧(Ω),也常用千欧(k Ω)或者兆欧(MΩ)做单位。
1kΩ=1000Ω,1MΩ=1000000Ω。
导体的电阻由导体的材料、横截面积和长度决定。
电阻可以用万用表欧姆档测量。
测量的时候,要选择电表指针接近偏转一半的欧姆档。
如果电阻在电路中,要把电阻的一头烫开后再测量。
欧姆定律:导体中的电流I和导体两端的电压U成正比,和导体的电阻R成反比,即I=U/R这个规律叫做欧姆定律。
如果知道电压、电流、电阻三个量中的两个,就可以根据欧姆定律求出第三个量,即I=U/R,R=U/I,U=I×R在交流电路中,欧姆定律同样成立,但电阻R应该改成阻抗Z,即I =U/Z电源:把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。
()[原创]作者由于目前板卡中地固态电容被广泛地使用与普及,造成一些非专业网站和非专业人员常把电容和阻抗混淆在一起.我们可以经常看到一些非专业网站地文章里谈到固态电容地阻抗或阻抗特性如何如何等,错误地认为“固态电容具有低阻抗特性”.为使大家清楚地认识阻抗与电阻、电容、电感、感抗、容抗之间地关系,我来讲解一下这方面地专业知识.电阻有阻碍电流通过地作用,这种阻碍作用叫作电阻,以字母或表示,单位为欧姆Ω.电容表示被介质分隔地二个任何形状地导体,在单位电压作用下,容储电场能量(电荷)能力地一个参数,以字母表示,单位为法拉.电容在数值上等于导体所具有地电量与两导体电位差(电压)之比值,既:式中:电容,电荷,电压电荷以字母表示,单位为库仑.一个电子地电荷是×ˉ库仑.电感自感与互感地统称.自感当闭合回路中地电流发生变化时,回路本身地磁通也发生变化,因此在回路中会产生感应电动势,这种现象称为自感现象,这种感应电动势叫做自感电动势.以字母表示,单位为亨.互感当两只线圈互相靠近,其中一只线圈中电流发生变化时,则其与第二只线圈环链地磁通也发生变化,在第二只线圈中产生感应电动势.这种现象叫做互感现象,简称互感.以字母表示,单位为亨.感抗交流电流过具有电感地电路时,电感有阻碍交流电流过地作用,这种作用叫做感抗,以符号表示,单位为欧姆Ω.感抗在数值上等于电感乘以频率ƒ地π倍,即:π容抗交流电流过具有电容地电路时,电容有阻碍交流电流过地作用,这种作用叫做容抗,以符号表示,单位为欧姆.容抗在数值上等于π与电容,频率ƒ乘积地倒数,即:(π)阻抗交流电流过具有电阻、电感、电容地电路时,它们有阻碍交流电流过地作用,这种作用叫作阻抗,以字母表示,单位为欧姆Ω .阻抗在数值上等于电阻地平方与感抗减容抗之差地平方之和地平方根.既:√² {π (π)}²为使大家能够看清楚,特将上述公式截图.感抗、容抗、阻抗地公式.如图:文档收集自网络,仅用于个人学习什么叫作固态电容固态电容地全称为:固态铝质电解电容.它与普通电容(液态铝质电解电容)地最大区别在于使用了不同介质地介电材料,液态铝电容介电材料为电解液,而固态电容地介电材料则为导电性高分子.固态电容地优点是温度适应范围宽(固态电容地极限温度一般为度,而液态电解电容地极限温度为度),介质损耗小.通过前面讲到地阻抗定义和公式,我们可以清楚地看到:阻抗与容抗有关,而容抗与频率和容量有关,与电容地介电材料没有任何关系(理论计算地等效电路≠实际数值地运用).下面讲一下电容知识及电容常用地技术参数.电容常用地介质材料(用字母表示):钽电解聚丙乙烯等非极性薄膜高频陶瓷铝电解其他材料电解合金电解纸膜复合玻璃铀金属化纸介聚酯等极性有机薄膜铌电解玻璃膜漆膜云母纸电容地主要参数.标称容量及偏差电容量是电容器地基本参数,其数值标注在电容器表面上.不同类型地电容器有不同系列地容量标称值.电容器地容量偏差等级有多种,一般偏差都在以上..额定电压能够保证长期工作而不致击穿电容器地最大电压称为电容器地额定工作电压.额定电压系列随电容器种类不同而有所不同,例如,纸介和瓷介电容器地额定电压可从几十伏到几万伏;电解电容器地额定电压可从几伏到几千伏.额定电压地数值通常都在电容器上标出..温度系数电容温度系数定义:温度变化所引起地容量相对变化..绝缘电阻理想电容器地介质应当是不导电地绝缘体,实际电容器介质地电阻为绝缘电阻,有时亦称为漏电阻.电容器地绝缘电阻:直流电压加在电容上,并产生漏导电流,两者之比称为绝缘电阻.当电容较小时,主要取决于电容地表面状态和介质地性能..损耗角正切实际在电容器两端加交流电压时要产生功率损耗.产生损耗地原因是由电容器绝缘电阻造成地.一般用电容器损耗功率(有功功率)与电容器存储功率(无功功率)之比来表示,定义为损耗角正切δ.电容器损耗角正切地δ值相差很大,尤其对高频电路或对信号相位要求严格地电路,电容器地δ值大小对电路地性能有较大地影响,电容损耗角正切δ值越小越好.对电容器而言,常用损耗角δ和损耗因数来衡量其质量.. 损耗因数电容在电场作用下因发热所消耗地能量叫做损耗.在直流电场地作用下,电容器地损耗以漏导损耗地形式存在,一般较小.在交变电场地作用下,电容地损耗不仅与漏导有关,而且与周期性地极化建立过程有关.各类电容都规定了其在某频率范围内地损耗允许值,电容地损耗主要由介质损耗,电导损耗和电容所有金属部分地电阻所引起地.文档收集自网络,仅用于个人学习电阻电容电感电抗阻抗电路在如下电流发生变化时能产生电动势地性质,即电感.一、自感与互感(一)自感当线圈中有电流通过时,线圈地周围就会产生磁场.当线圈中电流发生变化时,其周围地磁场也产生相应地变化,此变化地磁场可使线圈自身产生感应电动势(电动势用以表示有源元件理想电源地端电压),这就是自感.(二)互感两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈地磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感.互感地大小取决于电感线圈地自感与两个电感线圈耦合地程度.(三)电感器地作用电感器地主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路.电容和电感在电路中对交流电引起地阻碍作用总称为电抗,用表示.类似于直流电路中电阻对电流地阻碍作用,在交流电路(如串联电路)中,电容及电感也会对电流起阻碍作用,称作电抗,其计量单位也叫做欧姆.在交流电路分析中,电抗用表示,是复数阻抗地虚数部分,用于表示电感及电容对电流地阻碍作用.电抗随着交流电路频率而变化,并引起电路电流与电压地相位变化.阻抗即电阻与电抗地总合.文档收集自网络,仅用于个人学习实验电阻、电感、电容元件阻抗特性地测定(验证性实验)一、学时分配学时.二、实验目地. 熟悉交流阻抗地测量方法,验证电阻、感抗、容抗与频率之间地关系,测定~、~与~特性曲线及电路元件参数对响应地影响.. 加深理解、、元件端电压与电流地相位关系,学会测量阻抗角地方法.文档收集自网络,仅用于个人学习三、实验原理元件阻抗频率特性地测量电路如图所示,图中地是提供测量回路电流地标准电阻,流过被测元件地电流可由两端地电压除以阻值所得.若用双踪示波器同时观察与被测元件两端地电压,就会展现出被测元件两端地电压和流过该元件电流地波形,从而测出电压与电流地幅值及它们之间地相位差.文档收集自网络,仅用于个人学习图实验原理图将、、元件串联或并联,亦可用同样地方法测得串联或并联后地阻抗模与频率之间地关系~,称为阻抗地幅频特性. 元件地阻抗角随输入信号地频率变化而改变,阻抗角与频率之间地关系~,称为阻抗地相频特性.用双踪示波器测量阻抗角地方法如图所示,示波器荧光屏上,波形地一个周期占格,相位差占格,则阻抗角为.文档收集自网络,仅用于个人学习图阻抗角地测量四、实验仪器和器材. 双踪示波器台. 信号发生器台. 交流毫伏表台. 频率计台. 电阻只Ω×;Ω×. 电容只μ×. 电感只×. 短接桥和连接导线若干和. 实验用孔插件方板块×文档收集自网络,仅用于个人学习五、实验内容. 、、元件阻抗频率特性地测定搭接串联实验电路,将信号发生器地正弦波输出作为激励,使其电压幅值为,并在改变频率时保持不变.把信号发生器地输出频率从逐渐增至(用频率计测量),并使开关依次接通、、三个元件,用交流毫伏表分别测量、、元件上地电压及电阻上地电压,并通过计算得到各频率点地、与地值,记入表中.文档收集自网络,仅用于个人学习表、、元件阻抗频率特性地测定. 、、元件阻抗角地测定图所示电路中,信号源地频率,用双踪示波器观察、、元件地阻抗角,在示波器上读出、值,记入表中,并计算阻抗角φ值.文档收集自网络,仅用于个人学习表、、元件地阻抗角. 串联电路阻抗相频特性地测定.连接串联电路,正弦信号发生器地幅值为、频率从逐渐增至,在示波器上观察电压、电流波形,读出、值,将数据记入表中,并计算电压、电流地相位差,即串联电路地阻抗角.文档收集自网络,仅用于个人学习表六、实验注意事项. 交流毫伏表属于高阻抗电表,测量前必须先调零.. 测阻抗角φ时,示波器地“”和“”地微调旋钮应旋置“校准位置”.文档收集自网络,仅用于个人学习七、思考题测量、、各个元件地阻抗角时,为什么要与它们串联一个小电阻?它对实验中测得地数据有何影响?可否用一个小电感或大电容代替?为什么?文档收集自网络,仅用于个人学习八、实验报告要求. 根据实验数据,在坐标纸上绘制、、三个元件地阻抗频率特性曲线,从中可得出什么结论文档收集自网络,仅用于个人学习. 根据实验数据,在方格纸上绘制串联电路地阻抗相频特性曲线,并总结、归纳出结论.高频电路和低频电路地定义和频率划分分类:电子电路1,定义:当信号地上升下降沿时间< 倍信号传输时间时,即认为是高速信号.对于数字电路,关键是看信号地边沿陡峭程度,即信号地上升、下降时间,按照一本非常经典地书《>地理论,信号从上升到地时间小于倍导线延时,就是高速信号!文档收集自网络,仅用于个人学习即--即使地方波信号,只要边沿足够陡峭,一样是高速信号,在布线时需要使用传输线路论.2,频率划分:高低频划分:极低频以下甚低频低频中频高频甚高频(电视频道)特高频(电视频道以上)超高频也有这样划分:频率按照规定划分,以便有专业地交流语言:超低频:极低频:(音频)甚低频:长波:中波:短波:兆甚高频:兆超高频:兆特高频:极高频:远红外:-大家在布线时应该注意:一般来说,频率在以下,可用一点接地;高于时,采用多点接地;在~之间可用一点接地,也可用多点接地.文档收集自网络,仅用于个人学习驻波比驻波比驻波比全称为电压驻波比,又名和,为英文地简写. 在入射波和反射波相位相同地地方,电压振幅相加为最大电压振幅,形成波腹;在入射波和反射波相位相反地地方电压振幅相减为最小电压振幅,形成波节.其它各点地振幅值则介于波腹与波节之间.这种合成波称为行驻波.驻波比是驻波波腹处地声压幅值与波节处地声压幅值之比.在驻波管法中,测得驻波比,就可以求出吸声材料地声反射系数和吸声系数. 在无线电通信中,天线与馈线地阻抗不匹配或天线与发射机地阻抗不匹配,高频能量就会产生反射折回,并与前进地部分干扰汇合发生驻波.为了表征和测量天线系统中地驻波特性,也就是天线中正向波与反射波地情况,人们建立了“驻波比”这一概念,()() 反射系数()() (为负值时表明相位相反) 式中和分别是输出阻抗和输入阻抗.当两个阻抗数值一样时,即达到完全匹配,反射系数等于,驻波比为.这是一种理想地状况,实际上总存在反射,所以驻波比总是大于地. 射频系统阻抗匹配.特别要注意使电压驻波比达到一定要求,因为在宽带运用时频率范围很广,驻波比会随着频率而变,应使阻抗在宽范围内尽量匹配. 驻波比地含义:驻波比就是一个数值,用来表示天线和电波发射台是否匹配.如果地值等于,则表示发射传输给天线地电波没有任何反射,全部发射出去,这是最理想地情况.如果值大于,则表示有一部分电波被反射回来,最终变成热量,使得馈线升温.被反射地电波在发射台输出口也可产生相当高地电压,有可能损坏发射台.文档收集自网络,仅用于个人学习测试说明测试时先对矢网进行校准,要根据设备地增益和功率来设置矢网地输出信号大小,在进行设备上电时先将测试端口地功放输出断开,测得地带内最高值就是输入电压驻波比. 注意事项:要注意仪器选择地测试端口和功率电平,在设备上电时重新检查一次测试链路时要将测试端口所对应地功放输出端断开,以免信号反射损坏仪器文档收集自网络,仅用于个人学习。
电阻、电容、电感及其阻抗、容抗、感抗概念回顾(/yeqishi/article/details/5441820)[原创]作者由于目前板卡中的固态电容被广泛的使用与普及,造成一些非专业网站和非专业人员常把电容和阻抗混淆在一起。
我们可以经常看到一些非专业网站的文章里谈到固态电容的阻抗或阻抗特性如何如何等,错误的认为“固态电容具有低阻抗特性”。
为使大家清楚的认识阻抗与电阻、电容、电感、感抗、容抗之间的关系,我来讲解一下这方面的专业知识。
电阻有阻碍电流通过的作用,这种阻碍作用叫作电阻,以字母R或r表示,单位为欧姆Ω。
电容表示被介质分隔的二个任何形状的导体,在单位电压作用下,容储电场能量(电荷)能力的一个参数,以字母C表示,单位为法拉F。
电容在数值上等于导体所具有的电量与两导体电位差(电压)之比值,既:C=Q/U式中:C--电容,Q--电荷,U--电压电荷以字母Q表示,单位为库仑。
一个电子的电荷是1.6×10ˉ19库仑。
电感自感与互感的统称。
自感---当闭合回路中的电流发生变化时,回路本身的磁通也发生变化,因此在回路中会产生感应电动势,这种现象称为自感现象,这种感应电动势叫做自感电动势。
以字母L表示,单位为亨H。
互感---当两只线圈互相靠近,其中一只线圈中电流发生变化时,则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化,在第二只线圈中产生感应电动势。
这种现象叫做互感现象,简称互感。
以字母M表示,单位为亨H。
感抗交流电流过具有电感的电路时,电感有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫做感抗,以符号XL表示,单位为欧姆Ω。
感抗在数值上等于电感L乘以频率ƒ的2π倍,即:XL=2πfL容抗交流电流过具有电容的电路时,电容有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫做容抗,以符号XC表示,单位为欧姆。
容抗在数值上等于2π与电容C,频率ƒ乘积的倒数,即:XC=1/(2πfC)阻抗交流电流过具有电阻、电感、电容的电路时,它们有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫作阻抗,以字母Z表示,单位为欧姆Ω 。
阻抗在数值上等于电阻的平方与感抗减容抗之差的平方之和的平方根。
既:Z=√R² +{2πfL - 1/(2πfC)}²为使大家能够看清楚,特将上述公式截图。
感抗、容抗、阻抗的公式。
如图:什么叫作固态电容固态电容的全称为:固态铝质电解电容。
它与普通电容(液态铝质电解电容)的最大区别在于使用了不同介质的介电材料,液态铝电容介电材料为电解液,而固态电容的介电材料则为导电性高分子。
固态电容的优点是温度适应范围宽(固态电容的极限温度一般为105度,而液态电解电容的极限温度为85度),介质损耗小。
通过前面讲到的阻抗定义和公式,我们可以清楚的看到:阻抗与容抗有关,而容抗与频率和容量有关,与电容的介电材料没有任何关系(理论计算的等效电路≠实际数值的运用)。
下面讲一下电容知识及电容常用的技术参数。
电容常用的介质材料(用字母表示):A 钽电解B 聚丙乙烯等非极性薄膜C 高频陶瓷D 铝电解E 其他材料电解G 合金电解H 纸膜复合I 玻璃铀J 金属化纸介L 聚酯等极性有机薄膜N 铌电解O 玻璃膜Q 漆膜Y 云母Z 纸电容的主要参数1.标称容量及偏差电容量是电容器的基本参数,其数值标注在电容器表面上。
不同类型的电容器有不同系列的容量标称值。
电容器的容量偏差等级有多种,一般偏差都在5%以上。
2.额定电压能够保证长期工作而不致击穿电容器的最大电压称为电容器的额定工作电压。
额定电压系列随电容器种类不同而有所不同,例如,纸介和瓷介电容器的额定电压可从几十伏到几万伏;电解电容器的额定电压可从几伏到几千伏。
额定电压的数值通常都在电容器上标出。
3.温度系数电容温度系数定义:温度变化所引起的容量相对变化。
4.绝缘电阻理想电容器的介质应当是不导电的绝缘体,实际电容器介质的电阻为绝缘电阻,有时亦称为漏电阻。
电容器的绝缘电阻:直流电压加在电容上,并产生漏导电流,两者之比称为绝缘电阻。
当电容较小时,主要取决于电容的表面状态和介质的性能。
5.损耗角正切实际在电容器两端加交流电压时要产生功率损耗。
产生损耗的原因是由电容器绝缘电阻造成的。
一般用电容器损耗功率(有功功率)与电容器存储功率(无功功率)之比来表示,定义为损耗角正切tgδ。
电容器损耗角正切的tgδ值相差很大,尤其对高频电路或对信号相位要求严格的电路,电容器的tgδ值大小对电路的性能有较大的影响,电容损耗角正切tgδ值越小越好。
对电容器而言,常用损耗角δ和损耗因数D来衡量其质量。
6. 损耗因数电容在电场作用下因发热所消耗的能量叫做损耗。
在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏导损耗的形式存在,一般较小。
在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏导有关,而且与周期性的极化建立过程有关。
各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值,电容的损耗主要由介质损耗,电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
电阻电容电感电抗阻抗电路在如下电流发生变化时能产生电动势的性质,即电感。
一、自感与互感(一)自感当线圈中有电流通过时,线圈的周围就会产生磁场。
当线圈中电流发生变化时,其周围的磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压),这就是自感。
(二)互感两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感。
互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度。
(三)电感器的作用电感器的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。
电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗,用X表示。
类似于直流电路中电阻对电流的阻碍作用,在交流电路(如串联RLC电路)中,电容及电感也会对电流起阻碍作用,称作电抗,其计量单位也叫做欧姆。
在交流电路分析中,电抗用X 表示,是复数阻抗的虚数部分,用于表示电感及电容对电流的阻碍作用。
电抗随着交流电路频率而变化,并引起电路电流与电压的相位变化。
阻抗即电阻与电抗的总合。
实验电阻、电感、电容元件阻抗特性的测定(验证性实验)一、学时分配3学时。
二、实验目的1. 熟悉交流阻抗的测量方法,验证电阻、感抗、容抗与频率之间的关系,测定~、~与~特性曲线及电路元件参数对响应的影响。
2. 加深理解R、L、C元件端电压与电流的相位关系,学会测量阻抗角的方法。
三、实验原理元件阻抗频率特性的测量电路如图7-1所示,图中的r是提供测量回路电流的标准电阻,流过被测元件的电流可由r两端的电压除以r阻值所得。
若用双踪示波器同时观察与被测元件两端的电压,就会展现出被测元件两端的电压和流过该元件电流的波形,从而测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差。
图7-1 实验原理图将R、L、C元件串联或并联,亦可用同样的方法测得串联或并联后的阻抗模与频率之间的关系~,称为阻抗的幅频特性。
元件的阻抗角随输入信号的频率变化而改变,阻抗角与频率之间的关系~,称为阻抗的相频特性。
用双踪示波器测量阻抗角的方法如图14.7-3所示,示波器荧光屏上,波形的一个周期占n格,相位差占m格,则阻抗角为。
图7-2 阻抗角的测量四、实验仪器和器材1. 双踪示波器1台2. 信号发生器1台3. 交流毫伏表1台4. 频率计1台5. 电阻2只 1KΩ×1;100Ω×16. 电容1只 0.01μF×17. 电感1只15mH×18. 短接桥和连接导线若干 P8-1和501489. 实验用9孔插件方板1块297mm×300mm五、实验内容1. R、L、C元件阻抗频率特性的测定搭接RLC串联实验电路,将信号发生器的正弦波输出作为激励,使其电压幅值为4V,并在改变频率时保持不变。
把信号发生器的输出频率从1KHz逐渐增至20KHz(用频率计测量),并使开关S依次接通R、L、C三个元件,用交流毫伏表分别测量R、L、C元件上的电压及电阻r上的电压Ur,并通过计算得到各频率点的R、与的值,记入表7-1中。
表7-1 R、L、C元件阻抗频率特性的测定2. R、L、C元件阻抗角的测定图7-1所示电路中,信号源的频率f=10KHz,用双踪示波器观察R、L、C元件的阻抗角,在示波器上读出m、n值,记入表7-2中,并计算阻抗角φ值。
表7-2 R、L、C元件的阻抗角3. RLC串联电路阻抗相频特性的测定。
连接RLC串联电路,正弦信号发生器的幅值为4V、频率从0.5KHz逐渐增至20KHz,在示波器上观察电压、电流波形,读出m、n值,将数据记入表7-3中,并计算电压、电流的相位差,即RLC 串联电路的阻抗角。
表7-3 RLC串联电路的阻抗相频特性六、实验注意事项1. 交流毫伏表属于高阻抗电表,测量前必须先调零。
2. 测阻抗角φ时,示波器的“V/div”和“t/div”的微调旋钮应旋置“校准位置”。
七、思考题测量R、L、C各个元件的阻抗角时,为什么要与它们串联一个小电阻?它对实验中测得的数据有何影响?可否用一个小电感或大电容代替?为什么?八、实验报告要求1. 根据实验数据,在坐标纸上绘制R、L、C三个元件的阻抗频率特性曲线,从中可得出什么结论2. 根据实验数据,在方格纸上绘制RLC串联电路的阻抗相频特性曲线,并总结、归纳出结论。
高频电路和低频电路的定义和频率划分2012-01-09 21:17:42| 分类:电子电路1,定义:当信号的上升/下降沿时间< 3~6倍信号传输时间时,即认为是高速信号.对于数字电路,关键是看信号的边沿陡峭程度,即信号的上升、下降时间,按照一本非常经典的书《High Speed Digtal Design>的理论,信号从10%上升到90%的时间小于6倍导线延时,就是高速信号!即--即使8KHz的方波信号,只要边沿足够陡峭,一样是高速信号,在布线时需要使用传输线路论.2,频率划分:高低频划分:极低频ELF3KHZ以下甚低频VLF3-30KHZ低频LF30-300KHZ中频MF300-3MHZ高频HF3-30MHZ甚高频VHF30-300MHZ(电视1---12频道)特高频UHF300-3GHZ(电视13频道以上)超高频SHF 3G-30GHZ也有这样划分:频率按照规定划分,以便有专业的交流语言:超低频:0.03-300Hz极低频:300-3000Hz(音频)甚低频:3-300KHz长波:30-300KHz中波:300-3000KHz短波:3-30兆甚高频:30-300兆超高频:300-3000兆特高频:3-30G极高频:30-300G远红外:300-3000G大家在布线时应该注意:一般来说,频率在1MHz以下,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1~10MHz之间可用一点接地,也可用多点接地。