电路设计论坛
直播中

郭嘉

4年用户 664经验值
擅长:模拟技术
私信 关注
[资料]

终于搞明白了,电容、电感和电阻相位差及相关公式推导

首先要提醒,相位的概念是针对正弦信号而言的,直流信号、非周期变化信
号等都没有相位的概念。
1 1  、 电 阻 上 的 电 压 电 流 同 相 位 因 为 电 阻 上 电 压 v(t)=R*i(t) , 若
i(t)=sin(ωt+θ),则 v(t)=R* sin(ωt+θ)。所以,电阻上电压与电流同相位。
2 2 、电感上的电流落后电压  90 ° 相位因为电感上感应电压 v(t)=L*di(t)/dt,若
i(t)=sin(ωt+θ),则 v(t)=L*cos(ωt+θ)。 所以,电感上电流落后感应电
压 90°相位,或者说感应电压超前电流 90°相位。
直观理解:设想一个电感与电阻串联充磁。从充磁过程看,充磁电流的变化引起
磁链的变化,而磁链的变化又产生感应电动势和感应电流。根据楞次定律,感应
电流方向与充磁电流相反,延缓了充磁电流的变化,使得充磁电流相位落后于感
应电压。
3 3 、电容上的电流超前电压  90 ° 相位因为电容上电流 i(t)=C*dv(t)/dt,若
v(t)=sin(ωt+θ),则 i(t)=L*cos(ωt+θ)。所以,电容上电流超前电压 90°
相位,或者说电压落后电流 90°相位。
直观理解:设想一个电容与电阻串联充电。从充电过程看,总是先有流动电荷(即
电流)的积累才有电容上的电压变化,即电流总是超前于电压,或者说电压总是
落后于电流。
下面的积分方程能体现这种直观性:v(t)=(1/C)*∫i(t)*dt=(1/C)*∫dQ(t),即
电荷变化的积累形成了电压,故 dQ(t)相位超前 v(t);而电荷积累的过程就是电
流同步变化的过程,即 i(t)与 dQ(t)同相。因此 i(t)相位超前于 v(t)。
四、元件相位差的应用
——RC 文氏桥、LC 谐振过程的理解
无论 RC 文氏桥,还是 LC 的串联谐振、并联谐振,都是由电容或/和电感容元件
的电压、电流相位差引起的,就像机械共振的节拍一样。
当两个频率相同、相位相同的正弦波叠加时,叠加波的幅度达到最大值,这
就是共振现象,在电路里称为 谐振。
两个频率相同、相位相反的正弦波叠加,叠加波的幅度会降到最低,甚至为
零。这就是 减小或吸收振动的原理,如降噪设备。
当一个系统中有多个频率信号混合时,如果有两个同频信号产生了共振,那
么这个系统中其它振动频率的能量就被这两个同频、同相的信号所吸收,从而起
到了对其它频率的过滤作用。这就是电路中谐振过滤的原理。
谐振需要同时满足频率相同和相位相同两个条件。LC 串并联的思路与 RC 相
同。下面我们来看看电路谐振中相位补偿的粗略估计(更精确的相位偏移则要计
算)
详情见附件。。。

回帖(11)

松山归人

2021-3-30 17:32:54
很多人都分不清容、电感和电阻,看看郭嘉老师的分享!
举报

橙味

2021-3-30 20:14:55
讲得很好,通俗易懂
举报

sxlhb

2021-3-30 21:46:52
xuexixuexi有用!!!
举报

王栋春

2021-3-30 21:48:21
非常基础的知识点,但非常重要
举报

周先生

2021-3-31 10:13:36
很好的学习资料,感谢!
举报

zhang

2021-3-31 16:37:58
基础才是重点。
举报

lindeijun123456

2021-4-4 21:27:42
多学习,谢谢啦!!
举报

wgw22273

2021-4-5 07:23:39
不知道有没有用,留一个足迹
举报

云zhi梦

2021-4-21 08:35:53
讲得很好,通俗易懂
举报

LZH电子

2021-11-9 17:27:15
非常基础的知识点,但非常重要
举报

方玉恒

2022-1-27 18:00:07
感谢大佬的分享
举报

更多回帖

发帖
×
20
完善资料,
赚取积分