基础元件学习——LC和LR电路-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了基础元件学习——LC和LR电路。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

系列文章目录

本系列文章是我在学习电路基础知识过程中顺道记录下一些重点，感觉比较新颖，遂记之。
本文为基础元件学习中的一部分

基础元件学习——元器件学习内容了解
基础元件学习——电阻元件知识（一）
基础元件学习——电阻元件知识（二）
基础元件学习——敏感电阻知识
基础元件学习——可变电阻及其应用
基础元件学习——电容器知识
基础元件学习——电容器及其应用（重要）
基础元件学习——电感知识及应用
基础元件学习——变压器知识及应用
基础元件学习——LC和LR电路

前言

本文是在学习LC以及LR电路知识过程中总结出部分重要知识点，仅供分享学习。

一、LC谐振参数

根据电路中电感器 L 和电容器 C 的连接方式不同，共有两种基本的 LC 谐振电路：LC 并联谐振电路和 LC 串联谐振电路。
在放大器电路和其他形式的信号处理电路中，大量使用 LC 并联谐振电路和 LC 串联谐振电路。

1、谐振频率

LC 谐振过程中，电容 C1 不断重复地充电、放电，它有一个周期，称为振荡周期，也可以用振荡频率来描述。LC 自由谐振电路中，振荡过程中的谐振频率即为 $f_{0}$ ，改变 L1 或 C1 的标称值，就能改变振荡频率 $f_{0}$ 。无论是 LC 并联谐振电路还是 LC 串联谐振电路，其谐振频率的计算公式都是相同的。
$f_{0}=\frac{1}{2\pi\sqrt{L_{1}C_{1}}}$
$L_{1}$ 是电感量，单位是亨（H）；
$C_{1}$ 是电容量，单位是法（F）；
$f_{0}$ 是谐振频率，单位是赫兹（Hz）。

谐振频率与电感 L1 和电容 C1 的大小有关，在 L1 和 C1 的大小确定后，谐振频率就确定了，所以该谐振频率又称为固有频率或自然频率。

2、品质因数

LC谐振电路中的品质因数又称为Q值，它是衡量LC谐振电路振荡质量的一个重要参数。Q 值大小对谐振电路的工作特性有许多影响。
当谐振电路的 Q 值不同时，谐振电路的阻抗特性也有所不同，图 9-12 所示是不同 Q 值下的 LC 并联谐振电路的阻抗特性曲线。图中，Q1 为最大，此时曲线最尖锐，谐振时电路的阻抗为最大；Q3 为最小，谐振时电路的阻抗小，且曲线扁平。由此可知，不同的 Q 值有不同的阻抗特性。
基础元件学习——LC和LR电路

由于 Q 值的大小不同，会有不同的阻抗特性曲线，在实用电路中就是通过适当调整 LC 并联谐振电路的 Q 值，来得到所需要的频率特性的。

二、LC串联谐振电路

LC 串联谐振电路是 LC 谐振电路中的另一种谐振电路。
基础元件学习——LC和LR电路
在 LC 串联谐振电路中，电阻 R1 的阻值越小，对谐振信号的能量消耗越小，谐振电路的品质也越好，电路的 Q 值也越高。当电路中的电感L1 越大，存储的磁能也越多，在电路损耗一定时谐振电路的品质也越好，电路的 Q 值也越高。
电路中，信号源与 LC 串联谐振电路之间不存在能量相互转换，只是电容C1 和电感 L1 之间存在电能和磁能之间的相互转换。外加的输入信号只是补充由于电阻 R1消耗电能而损耗的信号能量。LC 串联谐振电路的谐振频率计算公式与并联谐振电路一样。
基础元件学习——LC和LR电路
当输入信号频率偏离 LC 串联谐振电路的谐振频率时，电路的阻抗均要增大，且频率偏离的量越大，电路的阻抗就越大，这一点恰好是与 LC 并联谐振电路相反的。
这一点可以这样理解，当输入信号频率高于谐振频率之后，由于频率升高，C1 的容抗减小，而 L1 的感抗却增大，这样在串联电路中起主要作用的是电感 L1，所以在输入信号频率高于谐振频率时，LC串联谐振电路等效于一个电感。
基础元件学习——LC和LR电路
LC串联谐振电路的频带特性与并联谐振电路是一样的，也是谐振电路的Q值越大，频带越窄，反之则越宽。LC串联谐振电路发生谐振时，电容C1上的信号电压等于电感 L1上的信号电压，且是加到LC串联谐振电路上信号电压的Q倍。Q为品质因数，Q一般为100左右。

三、LC并联谐振电路

下图所示是 LC并联谐振电路。电路中的 L1 和 C1 构成 LC 并联谐振电路，R1 是电感L1 的直流电阻，is 是交流信号源，这是一个恒流源。所谓恒流源就是输出电流不随负载大小的变化而变化的电源。
基础元件学习——LC和LR电路
LC并联谐振电路的阻抗可以等效成一个电阻，这是一个特殊电阻，它的阻值大小是随频率高低变化而变化的。这种等效可以方便对电路工作原理的理解。

如果电感 L1 的直流电阻 R1 为零的话，LC 并联谐振电路的阻抗为无穷大。
输入信号频率高于谐振频率后，LC 并联谐振电路等效成一只电容，可以这么去理解：在 LC 并联谐振电路中，当输入信号频率升高后，电容 C1 的容抗在减小，而电感 L1 的感抗在增大，容抗和感抗是并联的。
在 LC 并联谐振电路发生谐振时，电路总的阻抗很大，流过 LC 并联谐振电路的总信号电流很小，也就相当于 LC 并联谐振电路与输入信号源之间开路了。
基础元件学习——LC和LR电路
并上阻尼电阻后，一部分的谐振信号能量要被电阻 R1 所分流，使 LC 并联谐振电路的品质因数下降，导致频带变宽。
这是 LC 并联谐振电路的重要特性，在分析由 LC 并联谐振电路参与的各种放大器电路、滤波器时都需要运用这一特性。

四、RL移相电路

RL 电路是由电阻器 R 和电感器 L 构成的电路。电阻器和电感器能构成移相电路，这种移相电路称为 RL 移相电路。RL 移相电路有超前移相电路和滞后移相电路两种，这两种移相电路都是利用了电感器的电流和电压之间的相位特性。
基础元件学习——LC和LR电路
介绍RL移相电路之前，先介绍流过电感电流与电感两端电压之间的相位关系。
电感器的许多特性与电容器相反，在相位关系上也是如此。流过电感器的电流是滞后电感器上电压 90°的，或者说电感器上的电压矢量超前电流矢量。电容器电流超前电压 90°。

1、RL超前移相电路

基础元件学习——LC和LR电路
上图所示是RL超前移相电路。从电路中可以看出，交流输入信号加到电阻R1上，输出信号电压Uo是从L1上取出的。
分析RL移相电路也是采用画矢量图的方法，同分析RC移相电路时一样，只是要注意画矢量图时，电感器上的电压超前电流 90°。

2、RL滞后移相电路

基础元件学习——LC和LR电路
上图所示是RL滞后移相电路，从电路中可以看出，输入信号电压Ui加到电感器L1上，输出信号电压Uo取自电阻R1。

关于 RL 移相电路分析主要说明以下几点。
（1）电路的分析方法同 LC 移相电路一样，但要注意对于电感器而言电压是超前电流的。
（2）要注意画矢量图的步骤，在分析电路过程中一般只要知道是超前还是滞后式 RL 移相电路，对于具体的移相量大小不必作计算、分析，这种计算是相当复杂的。
（3）RL 移相电路的应用没有 LC 移相电路多。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-489396.html

到了这里，关于基础元件学习——LC和LR电路的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！