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RC串联电路
2021-10-12

华天电力专业生产串联谐振耐压装置,下面为大家介绍RC串联电路。


包含纯电阻 R ohms 与纯电容 C 法拉串联的电路称为RC 串联电路。施加正弦电压,电流 I 流过电路的电阻 (R) 和电容 (C)。


串联谐振耐压装置


RC系列电路如下图所示:


image.png


V R – 电阻 R 两端的电压

V C – 电容器 C 两端的电压

V – RC 系列电路的总电压


RC串联电路的相量图


RC串联电路的相量图如下所示:


image.png


绘制相量图的步骤


以下步骤用于绘制RC串联电路的相量图


以电流 I(rms 值)为参考向量

电阻电压降 VR = IR 与电流矢量同相

容抗电压降 VC = IXC 在电流矢量后面 90 度,因为电流超前电压 90 度(在纯电容电路中)

两个电压降的矢量和等于施加的电压 V(有效值)。

现在,


image.png


其中 X C = I/2πfC


在直角三角形 OAB 中,


image.png


在哪里,


image.png


Z 是 RC 串联电路对交流电流流动提供的总阻力,称为电路阻抗。它以欧姆 (Ω) 为单位进行测量。


相位角

从上面显示的相量图可以清楚地看出,电路中的电流超前于施加的电压一个角度 φ,这个角度称为相角。


image.png


RC串联电路中的电源

如果施加在电路上的交流电压由等式给出


image.png


然后,


image.png


因此,瞬时功率由 p = vi 给出


将方程 (1) 和 (2) 中的 v 和 i 的值放入 p = vi


image.png


 

电路在一个完整周期内消耗的平均功率由下式给出:


image.png


其中 cosϕ 称为电路的功率因数。


image.png


将 V 和 cosϕ 的值从等式 (3) 中取出,功率值将是


image.png


从等式(4)可以清楚地看出,功率实际上仅由电阻消耗,电容器不消耗电路中的任何功率。


RC串联电路的波形和功率曲线

RC电路的波形和功率曲线如下图所示:


image.png


功率曲线上的各点由电压和电流的瞬时值的乘积得到。


角度 (180° – ϕ) 和 180° 之间以及 (360° -ϕ) 和 360° 之间的功率为负,在循环的其余部分,功率为正。由于正回路下的面积大于负回路下的面积,因此整个周期的净功率为正。


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