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  • 1、 串联电路(负载)串联电路顾名思义,就是将元器件像串"羊肉串"一样串起来的电路,这种电路有一个特点,就是只要拿掉串联电路中的一个元件,整个电路就会发生断路。如图就是一个串联电路,电灯L1和L2是串联在一起的...

    1、 串联电路(负载)

    串联电路顾名思义,就是将元器件像串"羊肉串"一样串起来的电路,这种电路有一个特点,就是只要拿掉串联电路中的一个元件,整个电路就会发生断路。

    如图就是一个串联电路,电灯L1和L2是串联在一起的,如去掉电灯L1或L2,另一个电灯也不会发光了。

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    电流:在串联电路中流过每个电灯的电流是相同的。

    电压:电灯L1的电压和电灯L2的电压和,等于电源E1的电压。各灯上的分电压与其阻值成正比,故串联负载分压。

    总电阻:总电阻等于电灯L1和电灯L2电灯的电阻之和。

    2、 电源串联

    电源串联成电池组,电压是每个电源的电压之和。

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    3、 并联电路

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    电流:由于各个支路电压相等,根据欧姆定律便可知电阻小的支路电流大;电阻大的支路电流小。即并联各支路的电流与对应的电阻成反比分配;

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    电压:由于各个支路一端连接在一起,另一端也连接在一起,承受同一电源的电压,所以各支路的电压是相同的。

    总电阻:总电阻可以用下式计算:

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    4、 电源并联

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    相同电压的电源并联,总电压等于单个电源的电压,理论上能提供更大的电流,但是具体大多少还需要考虑电池内阻等因素。

    各电阻两端的电压相等,各电阻上的电流之和等于总电流(干路电流)。可知每个电阻上的电流小于总电流(干路电流),故并联电阻分流。 电阻的串并联就好像水流,串联只有一条道路,电阻越大,流的越慢,并联的支路越多,电流越大。

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    目录:
    一、LC串并联电路定性认识
    1、基本认识
    2、LC串联谐振电路的特点
    3、LC并联谐振电路的特点
    二、LC串并联电路定量认识
    1、简介
    2、幅频特性
    3、通频带
    4、选择性
    5、LC并联谐振回路的频率响应
    三、π型LC滤波器计算
     
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    一、LC串并联电路定性认识
    1、基本认识
    在LC电路中,感抗和容抗相等时对应的频率值称为谐振频率,如下图1所示。在接收广播电视信号或无线通信信号时,使接收电路的频率与所选择的广播电视台或无线电台发射的信号频率相同就叫做调谐。
    图1  感抗与容抗曲线
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    2、LC串联谐振电路的特点
    LC串联谐振电路是指将电感器和电容器串联后形成的,且为谐振状态(关系曲线具有相同的谐振点)的电路,如图2所示。在串联谐振电路中,当信号接近特定的频率时,电路中的电流达到最大,这个频率称为谐振频率。
    图2  LC串联谐振电路及电流和频率的关系曲线
     
    不同频率信号通过LC串联电路的条件如图3所示。由图可知,当输入信号经过LC串联电路时,根据电感器和电容器的特性,信号频率越高电感的阻抗越大,而电容的阻抗则越小,阻抗大则对信号的衰减大,频率较高的信号通过电感会衰减很大,而直流信号则无法通过电容器。当输入信弓的频率等于LC谐振的频率时,LC串联电路的阻抗最小。此频率的信号很容易通过电容器和电感器输出。此时LC串联谐振电路起到选频的作用。
    图3 信号流过LC串联电路
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    3、LC并联谐振电路的特点
    LC并联谐振电路是指将电感器和电容器并联后形成的,如图4所示,在并联谐振电路中,如果线圈中的电流与电容中的电流相等,则电路就达到了并联谐振状态。在该电路中,除了LC并联部分以外,其他部分的阻抗变化几乎对能量消耗没有影响。因此,这种电路的稳定性好,比串联谐振电路应用得更多。

    图4  LC并联谐振电路及电流和频率的关系曲线
     
    图5所示为不同频率的信号通过LC并联谐振电路时的状态,当输入信号经过LC并联谐振电路时,同样根据电感器和电容器的阻抗特性,较高频率的信号则容易通过电容器到达输出端,较低频率的信号则容易通过电感器到达输出端。由于LC回路在谐振频率fo处的阻抗最大,谐振频率点的信号不能通过LC并联振荡电路。

    图5 信号流过LC并联电路
     
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    二、LC串并联电路定量认识
    1、简介
    LC串联选频电路的幅频特性、通频带和选择性。
    LC串联谐振电路回路广泛地用于超外差收音机的选频电路之中,如输入回路、变频电路、中频电路等。
    上图为一LC串联谐振电路,其中R表示线圈L的损耗电阻。该电路的交流阻抗为:,当回路发生谐振时,故回路的谐振频率为:。该串联电路谐振时的特点是,回路的阻抗最小且Z0=R;信号电压一定时,回路的电流最大且I0=Vs/R;电感或电容两端的电压最大,且是信号电压的Q倍。Q的定义为:,Q叫回路的品质因数。
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    2、幅频特性
     LC串联谐振电路的电流:
    为方便起见,通常用电流的相对比值(称归一化)来表示串联回路电流的幅频特性:
    利用上式可画出下图的幅频特性曲线(即谐振曲线),从曲线看出:Q值愈大,曲线愈尖锐,回路的选择性愈好。
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    3、通频带
    在谐振频率附近
    ,带入得:
    满足 (即0.707)的频率认为可以通过回路,通过回路的频率范围称通频带,通频带的宽度用B表示
    由此可见: Q值越低,通频带越宽,Q值越高,通频带越窄。
    ----------------------------------------------------------
    4、选择性
    回路的选择性通常用谐振曲线的矩形系数Kr来表示,Kr定义为a下降到0.1时的频宽B0.1与a下降到0.7时频宽B0.7的比值,R、L、C串联回路的矩形系数为:
    理想矩形系数Kr=1,而LC串联回路谐振曲线矩形系数较大,因此选择性较差。
     
    LC并联选频电路
    图中R表示回路的等效损耗电阻。由图可知,LC并联谐振回路的等效阻抗为:
    1)LC并联谐振回路有如下特点:
    2)LC并联回路谐振频率为:
    3)LC并联回路谐振时,回路的等效阻抗为纯电阻,阻值最大:
    信号源电流与振荡回路中的支路电流的关系:
    上式表明:LC电路谐振时,支路电流近似为总电流的Q倍,通常,Q>>1,所以,谐振时LC并联电路的回路电流比输入电流大得多。也就是说,在谐振回路中外界的影响可以忽略。这个结论对于分析LC正弦波振荡电路是十分有用的。
    ----------------------------------------------------------
    5、LC并联谐振回路的频率响应
    LC并联回路具有选频特性。在谐振频率fo处,电路为纯阻性(V与I无相差)阻值最大。在f<fo处,电路呈电感性。在f>fo处,电路呈电容性。
    请勿误解,此图并不是LC并联电路的幅频特性曲线,只表示部分意思
     
    Q 越大,谐振时Zo越大,振幅特性曲线越尖锐,在f=fo附近相频特性变化越快,选频性能越好。对相同的Δφ而言,Q值越大,对应的Δf越小,因此频率的稳定性越好。
     
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    三、π型LC滤波器计算
    1、简单的π型LC低通滤波器,其截止频率 Fc=1/π根号(LC),标称特性阻抗Rld=根号(L/C),若给定Rld和Fc就可按下式计算出元件的数值。L=Rld/πFc,C=1/πFcRld。(C=C/2+C/2)。
     
    2、常用的无源无损滤波器(LC 滤波器)的结构形式有LC 型、LT 型、T 型和π 型等。采用LC/LT 型滤波器时,往往由于源与滤波器端阻抗的不匹配导致电路在某一频率下和电路中其它元件产生谐振,影响电路的正常工作。因此,通常在滤波器“源”或“负载”端再增加一个滤波电容,改变滤波器入端的阻抗,即构成π型滤波电路。来自“源”或“负载”的噪声先经过低阻抗的滤波电容回路,再进入LC 型滤波电路。同样,这样的滤波电路也可以同时抑制来自电源和电路侧的噪声和谐波信号。
     
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  • 电阻串并联电路是电阻串联电路与电阻并联电路的组合电路。图1-22所示是由3只电阻器构成的电阻串并联电路。电路中的电阻R1和R2并联,然后再与电阻R3串联,这就是纯电阻的串并联电路。图1-22 3只电阻器构成的电阻串...

    电阻串并联电路是电阻串联电路与电阻并联电路的组合电路。

    图1-22所示是由3只电阻器构成的电阻串并联电路。电路中的电阻R1和R2并联,然后再与电阻R3串联,这就是纯电阻的串并联电路。

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    图1-22 3只电阻器构成的电阻串并联电路

    重要提示

    纯电阻的串并联电路还可以有其他的电路形式,可以有更多的电阻进行串并联。串并联电路的特征是,电路中的部分电阻进行并联,然后再与其他电阻进行串联。除电阻可以构成串并联电路之外,其他的各种元器件都可以构成串并联电路,电阻串并联电路是最基本的串并联电路。

    1.电阻串并联电路总电阻特性

    串并联电路具有串联电路和并联电路的一些共同特性。

    在电阻串并联电路中,电路的总电阻等于各并联电阻的并联值与其他串联电阻阻值之和。如电路中的R1与R2并联后,再与电阻R3串联,图1-23所示是等效过程示意图。

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    图1-23 等效过程示意图

    重要提示

    需要计算串并联电路的总电阻(在电路分析中往往不必进行阻值的计算)时,为了方便起见,先计算所有并联电阻器的并联阻值,然后进行串联计算。

    2.电阻串并联电路电流特性

    图1-24所示是电阻串并联电路,电路中的总电流为I,流过电阻R1的电流为I1,流过电阻R2的电流为I2,流过电阻R3的电流为I3,电路中的总电流I分别通过电阻R1和R2,再通过电阻R3流到地端。电路中,总电流I=I1+I2=I3。

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    图1-24 示意图

    3.电阻串并联电路电压特性

    如图1-25所示,电阻R1和R2上的电压U1、U2相等,电阻R3上的电压为U3,R1上电压与R3上电压之和等于+V。

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    图1-25 示意图

    在电路分析中会出现这样一个问题,即当电路中的电阻R1开路后,电阻R3上的电压是增大还是减小。分析这一问题的关键是看电阻R1开路后,流过电阻R3的电流是增大还是减小,因为电阻两端的电压等于流过电阻器的电流乘以电阻值,R3的电阻值在R1开路前与开路之后是不变的。

    由于流过电阻R3的电流是这一电路中的总电流,而在电压+V不变时(电路中的+V不会改变),电路的总电阻大小决定了电路中的电流大小。这样,这一问题的分析就变成了R1开路前后这一串并联电路总电阻的变化。

    电阻R1开路前,R1与R2是并联的,并联电路使总电阻减小,在R1开路后只有电阻R2,与原来的R1和R2并联阻值相比,电阻值增大。由此可知,在R1开路后这一串并联电路的总电阻是增大了,所以这一串并联电路的总电流是减小了,流过电阻R3的电流减小,在R3上的电压减小。

    分析结论

    分析电阻R1开路后电阻R3上的电压是增大还是减小时,是一步步进行的,在整个分析过程中,运用了前面所讲的各种电路特性,电路分析就是这样一种将各种各样的电路特性综合起来运用的过程。

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  • 关于西门子低压电器电路并联串联使用pdf,关于西门子低压电器电路并联串联使用
  • 本文针对读者在LED驱动电路设计中遇到的串并联问题给予分析介绍,供读者参考学习。
  • 16.2 串、并联电路中电压的规律16.2-1:串联电路的电压规律串联电路中总电压等于各部分电路电压之和.数学表达式:U=U1+U2(1)对比记忆串联电路的电压规律和电流规律:串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之...

    16.2 串、并联电路中电压的规律

    16.2-1:串联电路的电压规律

    串联电路中总电压等于各部分电路电压之和.

    数学表达式:U=U1+U2

    (1)对比记忆串联电路的电压规律和电流规律:

    串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和.

    串联电路电流规律:处处相等.

    并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压.

    并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和.

    (2)首先判断电路是否为串联电路,其次弄清电压表所测是谁的电压.避免判断不当出现错误.

    例如:图甲看似串联,实质是并联电路,电压表测的L2电压等于电源电压;图乙看似并联,实质串联.电压表V2比V1测量范围宽,但V1只测L2电压,V2测电源电压.

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    (3)串联电路中,电压表测导线的电压为零,由此可以推理,电压表测短路用电器的电压为零;电压表串联在电路中测电源电压,由此可以推理电压表测断路处的电压为电源电压.

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    16.2-2:并联电路的电压规律

    并联电路中各支路两端的电压相等,等于总电压.

    数学表达式:U=U1=U2

    对比记忆:

    串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和.

    串联电路电流规律:处处相等.

    并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压.

    并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和.

    首先判断电路是否为串联电路,其次弄清电压表所测是谁的电压.避免判断不当出现错误.

    例如:图甲看似串联,实质是并联电路电压表测的L2电压等于电源电压;图乙看似电压表V1比V2测量范围宽,但V1只测R2电压,V2测电源电压.

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    16.2-3:探究串、并联电路中的电压规律实验

    (1)探究串联电路中的电压规律

    ①提出什么样的问题:串联电路中各部分电路的电压与总电压有什么关系.

    ②设计什么样的电路图:

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    ③按照怎样的步骤操作:

    分别把电压表连在图中的AB两点、BC两点、AC两点,测量电压,看看它们之间有什么关系.

    换上另外两个小灯泡L1、L2,再次测量,看看是否还有同样的关系.

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    ④设计什么样的记录表格:

    AB间的电压U1/VBC间的电压U2/VAC间的电压U3/V第一次测量

    第二次测量

    ⑤得出什么结论:

    串联电路中总电压等于各部分电路电压之和.数学表达式为:U3=U1+U2

    (2)探究并联电路中的电压规律

    ①提出什么样的问题:并联电路两端的总电压跟各个支路两端的电压有什么关系.

    ②设计什么样的电路图:

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    ③按照怎样的步骤操作:

    分别把电压表接在灯泡L1两端、L2两端、电源两端,测量电压,比较它们的数量关系.

    换上另外两个小灯泡L1、L2,再次测量,看看是否还有同样的关系.

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    ④设计什么样的记录表格:

    L1两端的电压U1/VL2两端的电压U2/VL3两端的电压U3/V第一次测量

    第二次测量

    ⑤得出什么结论:

    并联电路中各支路两端电压相等,等于总电压.数学表达式为:U=U1=U2

    从评估方面常考查的两件事:

    ①只测一组数据得出结论具有偶然性,要想得到普遍规律应多次实验,多次实验时可以更换灯泡规格也可以改变电池节数;

    ②选用相同规格的灯泡具有特殊性,要想得到一般规律应选用不同规格的灯泡再进行多次实验.

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