为什么电路中的容抗和阻抗要乘上j,而不是直接与电阻?为什么串联谐振电路感抗和容抗远大于电阻?

2024-03-28 08:18:52 文章来源 :网络 围观 : 评论

  为什么电路中的容抗和阻抗要乘上j,而不是直接与电阻?

  j是虚数的单位,j就是90°。感抗是j*XL,就是说感抗和电阻差90°。容抗是-j*XC,就是说容抗和电阻差-90°。等于说,电阻和电抗是三角形的两条直角边,是不能直接相加的。他们的阻抗就是斜边,是他们平方和再开根号。

  

为什么电路中的容抗和阻抗要乘上j,而不是直接与电阻?为什么串联谐振电路感抗和容抗远大于电阻?

  

为什么电路中的容抗和阻抗要乘上j,而不是直接与电阻?为什么串联谐振电路感抗和容抗远大于电阻?

  为什么串联谐振电路感抗和容抗远大于电阻?

  有两个原因,一个是电阻主要是电感线圈的等效直流电阻,通常阻值比较小,同时在电路工作过程中与频率无关。另一个是感抗XL=ωL,容抗Xc=1/ωC,二者都与频率相关,都是频率的函数。感抗和容抗数值相对电阻要大。

  因此,串联谐振电路谐振时,电路的阻抗最小等于电阻,电路电流最大,在电感和电容上的电压分别是电路总电压的Q倍。

  在串联谐振发生时,电容或电感上的电压约等于外加电压的Q倍。电感和电容有能量储存的功能,当电路谐振时,实际是电感和电容不断储存能量再释放能量的过程,当释放能量和原电源能量叠加时电压就会增高。串联谐振时,电路阻抗达到最小值,电流最大,此时电感电压为jw0LI.电容电压是 I /(jw0C)。

  w0是谐振频率可见电流变大,他们的电压确实变大了。而且是等幅反相的谐振时,感抗等于容抗,互相抵消,对外相当于纯电阻(阻抗最小),所以电流最大。电感电压超前电流90度,电容电压滞后电流90度。两者相差180度,即相位相反,一个正向时另一个反方向。

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