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电阻、电容、电感在电路中的作用

电阻、电容、电感在电路中的作用

电阻、电容、电感在电路中的作用2008-08-24 10:39

电容电感在射频电路的作用

EMI/EMC设计经验总结 电容 一、电容的应用: (一)电容在电源上的主要用途:去耦、旁路和储能。 (二)电容的使用可以解决很多EMC问题。 二、电容分类: (一)按材质分类: 1、铝质电解电容: 通常是在绝缘薄层之间以螺旋状绕缠金属箔而制成,这样可以在电位体积内得到较大的电容值,但也使得该部分的内部感抗增加。 2、钽电容: 由一块带直板和引脚连接点的绝缘体制成,其内部感抗低于铝电解电容。 3、陶瓷电容: 结构是在陶瓷绝缘体中包含多个平行的金属片。其主要寄生为片结构的感抗,并且低于MHz的区域造成阻抗。 应用描述: 铝质电解电容和钽电解电容适用于低频终端,主要是存储器和低频滤波器领域。 在中频范围内(从KHz到MHz),陶质电容比较适合,常用于去耦电路和高频滤波.特殊的低损耗陶质电容和云母电容适合月甚高频应用和微波电路。 为了得到最好的EMC特性,电容具有低的ESR(等效串联电阻)值是很重要的,因为它会对信号造成大的衰减,特别是在应用频率接近电容谐振频率场合。 (二)按作用分类: 1、旁路电容: 电源的第一道抗噪防线是旁路电容。主要是通过产生AC旁路,消除不想要的RF能量,避免干扰敏感电路。 通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电,旁路电容消除了电源电压的波动。旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道,在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。 要选择最合适的旁路电容,我们要先回答四个问题: (1)需要多大容值的旁路电容 (2)如何放置旁路电容以使其产生最大功效 (3)要使我们所设计的电路/系统要工作在最佳状态,应选择何种类型的旁路电容? (4)隐含的第四个问题----所用旁路电容采用什么样的封装最合适?(这取决于电容大小、电路板空间以及所选电容的类型。)其中第二个问题最容易回答,旁边电容应尽可能靠近每个芯片电源引脚来放置。距离电源引脚越远就等同于增加串联电感,这样会降低旁路电容的自谐振频率(使有效带宽降低)。 通常旁路电容的值都是依惯例或典型值来选取的。例如,常用的容值是1μF和0.1μF。简单的说,将大电容作为低频和大电流电路的旁路,而小电容作为高频旁路。 旁路电容主要功能是产生一个交流分路,从而消去进入易感区的那些不需要的能量。旁路电容一般作为高频旁路电容来减小对电源模块的瞬态电流需求。通常铝电解电容和胆电容比较适合作旁路电容,其电容值取决于PCB板上的瞬态电流需求,一般在10至470μF范围内。若PCB板上有许多集成电路、高速开关电路和具有长引线的电源,则应选择大容量的电容。 2、去耦电容: 去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。主要是为器件提供信号状态在高速切换时所需要的瞬间电流,避免射频能量进入配电网络,为器件提供局部化的直流电压源。去耦电容一般都采用高速电容。 高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。而去耦电容可以

EMC滤波电路的原理与设计---整理【WENDA】

第一章开关电源电路—EMI滤波电路原理 滤波原理:阻抗失配;作为电感器就是低通(更低的频率甚至直流能通过)高阻(超过一定频率后就隔断住难于通过)(或者是损耗成热消散掉),因此电感器滤波靠的是阻抗 Z=(R^2+(2ΠfL)^2)^1/2。也就是分成两个部分,一个是R涡流损耗,频率越高越大,直接把杂波转换成热消耗掉,这种滤波最干净彻底;一个是2ΠfL 这部分是通过电感量产生的阻挡作用,把其阻挡住。实际都是两者的结合。但是要看你要滤除的杂波的频率,选择合适的阻抗曲线。因为电感器是有截止频率的,超过这个频率就变成容性,也就失去电感器的基本特性了,而这个截止频率和磁性材料的特性和分布电容关系最大,因此要滤波更高的频率的干扰,就需要更低的磁导率,更低的分布电容。因此一般我们滤除几百K以下的共模干扰,一般使用非晶做共模电感器,或者10KHZ以上的高导铁氧体来做,这样主要使用阻抗的WL这一方面的特性,主要发挥阻挡作用。电感器滤波器是通过串联在电路里实现。撒旦谁打死多少次顺风车安顺场。 因此:共模滤波电感器不是电感量越大越好主要看你要滤除的共模干扰的频率范围。先说一下共模电感器滤波原理共模电感器对共模干扰信号的衰减或者说滤除有两个原理,一是靠感抗的阻挡作用,但是到高频电感量没有了,然后靠的是磁心的损耗吸收作用;他们的综合效果是滤波的真实效果。当然在低频段靠的是电感量产生的感抗.同样的电感器磁心材料绕制成的电感器,随着电感量的增加,Z阻抗与频率曲线变化的趋势是随着你绕制的电感 器的电感量的增加,Z 阻抗峰值电时的频率就会下降,也就是说电感量越高所能滤除的共模干扰的频率越低,换句话说对低频共模干扰的滤除效果越好,对高频共模信号的滤除效果越差甚至不起作用。这就是为什么有的滤波器使用两级滤波共模电感器的原因一级是用低磁导率(磁导率7K以下铁氧体材料甚至可以使用1000的NiZn材料) 材料作成共模滤波电感器,滤出几十MHz或更高频段的共模干扰信号,另一级采用高导磁材料(如磁导率10000\15000 的铁氧体材料或着非晶体材料)来滤除1MHz以下或者几百kHz的共模干扰信号。因此首先要确认你要滤除共模干扰的频率范围然后再选择合适的滤波电感器材料. 电容的阻抗是Z=-1/2ΠfL那么也就是频率越高阻抗绝对值越小,那么就是高通低阻,就是频率越高越能通过,所以电容滤波是旁路,也就是采用并联方式,把高频的干扰通过电容旁路给疏导回去。

电感和电容在无功功率中的作用介绍

电力系统电压与无功补偿 现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需要,而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量,主要是指所提供电能的电压、频率和波形是否合格,在合格的电能下工作,用电设备性能最好、效率最高,电压质量是电能质量的一个重要方面,同时,电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。信息请登陆:输配电设备网 1. 电压与无功补偿 电压顾名思义就是电(力)的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户端,驱动用电设备工作。 交流电力系统需要电源供给两部分能量,一部分将用于作功而被消耗掉,这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能,我们称为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场,用于交换能量使用的,对于外部电路它并没有作功,由电能转换为磁能,再由磁能转换为电能,周而复始,并没有消耗,这部分能量我们称为“无功功率”,无功是相对于有功而言,不能说无功是无用之功,没有这部分功率,就不能建立感应磁场,电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中,除了负荷无功功率外,变压器和线路的电抗上也需要大量无功功率。 国际电工委员会给出的无功功率的定义是:电压与无功电流的乘积为无功功率。其物理意义是:电路中电感元件与电容元件活动所需要的功率交换称为无功功率。信息来 自:https://www.wendangku.net/doc/cf17346688.html, 电容和电感并联接在同一电路时,当电感吸收能量时,正好电容释放能量;电感放出能量时,电容正好吸收能量。能量就在它们中间互相交换。即电感性负荷所需的无功功率,可以由电容器的无功输出得到补偿,因此我们把具有电容性的装置称为“无功补偿装置”。 电力系统常用的无功补偿装置主要是电力电容器和同步调相机。信息来 源:https://www.wendangku.net/doc/cf17346688.html, 若电力负荷的视在功率为S,有功功率为P,无功功率为Q,有功功率、无功功率和视在功率之间的关系可以用一个直角三角形来表示,以有功功率和无功功率各为直角边,以视在功率为斜边构成直角三角形,有功功率与视在功率的夹角称为功率因数角。有功功率与视在功率的比值,我们称为功率因数,用cosf表示,cosf = P/S。它表明了电力负荷的性质。 P = UIcosf Q = UIsinf

电感滤波电路作用原理精选文档

电感滤波电路作用原理 精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

电容滤波电路电感滤波 电路作用原理 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量。 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 一、电阻滤波电路:

RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。 由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合。 二、电感滤波电路: 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。 并联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波作用。若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因此电感L将存储部分

电感滤波电路作用原理

电感滤波电路作用原理 Final revision by standardization team on December 10, 2020.

电容滤波电路电感滤波 电路作用原理 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量。 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 一、电阻滤波电路: RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数 S=(1/ωC2R)S。

由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合。 二、电感滤波电路: 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。 并联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波作用。若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因此电感L将存储部分磁场能量,当电流减小时,又将能量释放出来,使负载电流变得平滑,因此,电感L也有平波作用。 利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点,在整流电路的负载回路中串联一个电感,使输出电流波形较为平滑。因为电感对直流的阻抗小,交流的阻抗大,因此能够得到较好的滤波效果而直流损失小。电感滤波缺点是体积大,成本高。

电阻、电感和电容的等效电路

2. 电阻、电感和电容的等效电路   实际的电阻、电感和电容元件,不可能是理想的,存在着寄生电容、寄生电感和损耗。下图是考虑了各种因素后,实际电阻R、电感L、电容C元件的等效电路   图2-17 电阻R、电感L、电容C元件的等效电路 (1) 电阻   同一个电阻元件在通以直流和交流电时测得的电阻值是不相同的。在高频交流下,须考虑电阻元件的引线电感L0和分布电容C0的影响,其等效电路如图2-17(a)所示,图中R为理想电阻。由图可知此元件在频率f 下的等效阻抗为 (2-53) 上式中ω=2πf, Re和Xe分别为等效电阻分量和电抗分量,且 (2-54) 从上式可知Re除与f有关外,还与L0、C0有关。这表明当L0、C0不可忽略时,在交流下测此电阻元件的电阻值,得到的将是Re而非R值。(2) 电感   电感元件除电感L外,也总是有损耗电阻RL和分布电容CL。一般情况下RL和CL的影响很小。电感元件接于直流并达到稳态时,可视为电阻;若接于低频交流电路则可视为理想电感L和损耗电阻RL的串联;在高频时其等效电路如图2-17(b)所示。比较图2-17(a)和图2-17(b)可知二者实际上是相同的,电感元件的高频等效阻抗可参照式(2-53)来确定,

(2-55) 式中 Re和Le分别为电感元件的等效电阻和等效电感。 从上式知当CL甚小时或RL、CL和ω都不大时,Le才会等于L或接近等于L。   (3) 电容   在交流下电容元件总有一定介质损耗,此外其引线也有一定电阻Rn和分布电感Ln,因此电容元件等效电路如图2-17(c)所示。图中C是元件的固有电容,Rc是介质损耗的等效电阻。等效阻抗为 (2-56) 式中Re和Ce分别为电容元件的等效电阻和等效电容,由于一般介质损耗甚小可忽略(即Rc→∞),Ce可表示为 (2-57) 。 从上述讨论中可以看出,在交流下测量R、L、C,实际所测的都是等效值Re、Le、Ce;由于电阻、电容和电感的实际阻抗随环境以及工作频率的变化而变,因此,在阻抗测量中应尽量按实际工作条件(尤其是工作频率)进行,否则,测得的结果将会有很大的误差,甚至是错误的结果。

电容、电阻、电感作用及滤波电路的简单分析

(一)电容: 1.一般是过滤作用,比如比如电解电容可以过滤低频,陶瓷电容可过滤高频。,原理就是电容的通交隔直特性,电容对交流信号通路,信号频率越高,阻抗越小,电容容量越大,阻抗越小,而对直流信号断路。比如直流电源正负极接一个电容,对交流信号来说相当于短路,于是波动信号就会通过这个电容而消耗掉,于是电压就更稳定,同理,如果在数字地接一电容,那么波动信号就会通过它与地短接,流入地端,而不流入下一级电路。 2.由于正常情况下,并联补偿电容是带电的,并用来补偿线路中的无功功率,提高功率因数,减少电的浪费。当设备或者线路需要维修时,虽然电线或者设备已经断电了,但是这时候的补偿电容由于是两端还有一定的电压,如果这时候人一旦碰到电容或者和电容相连的线路时,人就会有触电危险。但是如果我们在断电后,利用接地线把存储在补偿电容两端的电经过地线直接引入大地,这样使得电容不带电,从而保证维修人员的安全。 3.电容会充电放电的,接地也可以是放电过程,使电容器保持在一端了零电位。从而使电容容量达到最优。 4.耦合电容,又称电场耦合或静电耦合。耦合电容器是使得强电和弱电两个系统通过电容器耦合并隔离,提供高频信号通路,阻止工频电流进入弱电系统,保证人身安全。 电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高,信号又不失真,但是,前后两级工作点的调整比较复杂,相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响,就需要在直流方面把前一级和后一级分开,同时,又能使交流信号从前一级顺利的传递到后一级,同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或者变压器传输来实现。他们都能传递交流信号和隔断直流,使前后级的工作点互不牵连。但不同的是,用电容传输时,信号的相位要延迟一些,用变压器传输时,信号的高频成分要损失一些。一般情况下,小信号传输时,常用电容作为耦合元件,大信号或者强信号传输时,常用变压器作为耦合元件。 5.电容能抑制器件两端电压变化率,起缓冲作用。同理电感抑制器件两端电流变化率,如整流电路中电感使导通角增大,续流二极管使输出电压平均值增大。 (二)电阻: 上拉电阻、下拉电阻的作用 所谓上,就是指高电平;所谓下,是指低电平。上拉,就是通过一个电阻将信号接电源,一般用于时钟信号数据信号等。下拉,就是通过一个电阻将信号接地,一般用于保护信号。这是根据电路需要设计的,主要目的是为了防止干扰,增加电路的稳定性。一般就是刚上电的时候,端口电压不稳定,为了让他稳定为高或低,就会用到上拉或下拉电阻。有些芯片内部集成了上拉电阻,所以外部就不用上拉电阻了。但是有一些开漏的,外部必须加上拉电阻。假如没有上拉,时钟和数据信号容易出错,毕竟,CPU的功率有限,带很多BUS线的时候,提供高电平信号有些吃力。而一旦这些信号被负载或者干扰拉下到某个电压下,CPU无法正确地接收信息和发出指令,只能不断地复位重启。 假如没有下拉,保护电路极易受到外界干扰,使CPU误以为被保护对象出问题而采取保护动作,导致误保护。 1.TTL驱动CMOS时,如果TTL输出最低高电平低于CMOS最低高电平时,提高输出高电平 2 .OC门必须加上拉,提高电平值

详细解析电源滤波电容的选取与计算

电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。 一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。 电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用4.7u,用于滤低频,二级用0.1u,用于滤高频,4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好! 电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联, 电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C. 因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10nH左右,取决于需要接地的频率。 采用电容滤波设计需要考虑参数: ESR ESL 耐压值 谐振频率

电容、电感以及复阻抗

电容、电感以及复阻抗 电容器的实质就是两个靠的很近但相互绝缘的导电面,其基本作用是存储电荷(电能)。如果电容器的电容量为C ,给它施加一个直流电压V ,则电容被充电,充入的电量为Q=CV ;当断开这个电压V 时,电容中的电荷Q 还将继续保存在电容中。 电感器实际上就是线圈,也具有储能作用。如果电感器的电感量为L ,使其间通以电流I ,则线圈中就会产生磁链Ψ(磁通Φ与匝数N 的乘积,即Ψ=ΦN ,参见有关教科书),且:Ψ=LI 。即电能转化成磁能的形式存储在电感中,当突然切断电流I 时,该能量将释放,产生很高的自感电动势ε,该自感电动势经常就是击穿电路中半导体元件的元凶。 但是,在电子电路中,电容和电感往往不是用作储存电能,而是作为交流电路中的“阻抗”元件,起到滤波、隔离直流(或交流)、调谐等作用。分析含有电容、电感的交流电路,需要涉及复数或向量的计算,请读者参阅有关的教科书。本书仅就与故障诊断直接相关的知识作必要的阐述。 (1) 电容的串联与并联 将几个电容器(C1、C2……、Ci )串联连接时,其等效电容C 、电量Q 、电压V 与各个电容上的电量Qi 、电压Vi 有如下关系: Ci C C C 121111+??++= Vi V V V +??++=21 Qi Q Q Q =??===21 结论:电容串联后总容量减少;耐压提高。 将几个电容(C1、C2……、Ci )并联连接时,其等效电容C 、电量Q 、电压V 与各个电容上的电量Qi 、电压Vi 有如下关系: Ci C C C +??++=21 Vi V V V =??===21 Qi Q Q Q +??++=21 结论:通过电容的并联可以增大电容量。 (2) 复阻抗、容抗、感抗 如果引入数学中复数的概念,就可以将电阻、电感、电容用相同的形式复阻抗来表示。既:电阻仍然是实数R (复阻抗的实部),电容、电感用虚数表示,分别为: c j jXc ω1=; L j jX L ω-=- 其中:ω=2πf 是交流信号的角频率,Xc 、X L 分别称为容抗和感抗,可见容抗和感抗

电感电容电阻滤波电路

电感电容电阻滤波电路 在电路中,当电流流过导体时,会产生电磁场,电磁场的大小除以电流的大小就是电感,电感的定义是L=phi/i, 单位是韦伯。 电感只能对非稳恒电流起作用,它的特点两端电压正比于通过他的电流的瞬时变化率(导数),比例系数就是它的“自感” 。 电感起作用的原因是它在通过非稳恒电流时产生变化的磁场,而这个磁场又会反过来影响电流,所以,这么说来,任何一个导体,只要它通过非稳恒电流,就会产生变化的磁场,就会反过来影响电流,所以任何导体都会有自感现象产生。 电阻-电容组合起低通滤波作用,这时输入端是两个元件两端,输出端是电容两端,对于后级电路来说,低、高频信号可以过去,但高频信号被电容短路了。(电容通高频信号,阻低频信号,通交流信号,阻直流信号,对于高频信号,电容现在相当与一根导线,所以将高频信号短路了) 对于电容-电阻组合则起高通滤波作用,这时输入端是两个元件两端,输出端是电阻两端,对于后级电路来说,低频信号由于电容存在,过不去,到不了后级电路(电容通高频信号,阻低频信号,通交流信号,阻直流信号),而高频信号却可以通过,所以为高通滤波。 如上图所示为10MHz低通滤波电路。该电路利用带宽高达100MHz的高速电流反馈运算放大器OPA603组成二阶巴特沃斯低通滤波器。转折频率为f0=1/2πRC,按图中所示参数,f0=10MHz,电路增益为1.6。 如上图所示为有源高通滤波电路。该电路的截止频率fc=100Hz。电路中,R1与R2之比和C1与C2之比可以是各种值。该电路采用R1=R2和C1=2C2。采用C1=C2和R1=2R2也可以。

滤波电路分类详解 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量。 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 电阻滤波电路 RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数 S=(1/ωC2R)S。 由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R 值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合. 电感滤波电路 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。 (A)电容滤波(B)C-R-C或RC-π型电阻滤波脉动系数S=(1/ωC2R')S' (C)L-C电感滤波(D)π型滤波或叫C-L-C滤波

电感滤波电路作用原理

电感滤波电路作用原理 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

电容滤波电路电感滤波 电路作用原理 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量。 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 一、电阻滤波电路:

RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。 由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合。 二、电感滤波电路: 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。 并联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波作用。若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因此电感L将存储部分

电阻,电容,电感,二极管,三极管,在电路中的作用

电阻,电容,电感,二极管,三极管,在电路中的作用 电阻 定义:导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻。 电阻(Resistor)是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压分流的作用,对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。 电阻都有一定的阻值,它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆,用符号“Ω”表示。欧姆是这样定义的:当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时,如果在这个电阻器中有1安培的电流通过,则这个电阻器的阻值为1欧姆。出了欧姆外,电阻的单位还有千欧(KΩ,兆欧(MΩ)等。 电阻器的电气性能指标通常有标称阻值,误差与额定功率等。 它与其它元件一起构成一些功能电路,如RC电路等。 电阻是一个线性元件。说它是线性元件,是因为通过实验发现,在一定条件下,流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它是符合欧姆定律:I=U/R

常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒定,且电压和电流值限制在额定条件之内时,可用线性电阻器来模拟。如果电压或电流值超过规定值,电阻器将因过热而不遵从欧姆定律,甚至还会被烧毁。线性电阻的工作电压与电流的关系如图1所示。电阻的种类很多,通常分为碳膜电阻,金属电阻,线绕电阻等:它又包含固定电阻与可变电阻,光敏电阻,压敏电阻,热敏电阻等。但不管电阻是什么种类,它都有一个基本的表示字母“R”。 电阻的单位用欧姆(Ω)表示。它包括?Ω(欧姆),KΩ(千欧),MΩ(兆欧)。其换算关系为: 1MΩ=1000KΩ ,1KΩ=1000Ω。 电阻的阻值标法通常有色环法,数字法。色环法在一般的的电阻上比较常见。由于手机电路中的电阻一般比较小,很少被标上阻值,即使有,一般也采用数字法,即: 101——表示100Ω的电阻;102——表示1KΩ的电阻;103——表示10KΩ的电阻;104——表示100KΩ的电阻;105——表示1MΩ的电阻;106——表示10MΩ的电阻。 如果一个电阻上标为223,则这个电阻为22KΩ。电阻在手机机板上一般的外观示意图如图5所示,其两端为银白色,中间大部分为黑色。

π型滤波电路

四种∏型RC滤波电路 数字电源模拟电源 阻抗公式:Z=R+i(ωL-1/ωC) ω=2пf R---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗 1.典型∏型RC滤波电路 图7-27所示是典型的∏型RC滤波电路。电路中的C1、C2是两只滤波电容,R1是滤波电阻,C1、R1和C2构成一节∏型RC滤波电路。由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容,所以称为∏型RC滤波电路。ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以看出,∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。 这一电路的滤波原理是:从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波,将大部分的交流成分滤除,见图中的交流电流示意图。 经过C1滤波后的电压,再加到由R1和C2构成的滤波电路中,电容C2进一步对交流成分进行滤波,有少量的交流电流通过C2到达地线,见图中的电流所示。

这一滤波电路中共有两个直流电压输出端,分别输出U01、U02两个直流电压。其中,U01只经过电容C1滤波;U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波,所以滤波效果更好,直流输出电压U02中的交流成分更小。 上述两个直流输出电压的大小是不同的,U01电压最高,一般这一电压直接加到功率放大器电路,或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中,这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻,能够输出最大的直流电压和直流电流;直流输出电压U02稍低,这是因为电阻R1对直流电压存在电压降,同时由于滤波电阻R1的存在,这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。

2.多节∏型RC滤波电路 关于实用的滤波电路中通常都是多节的,即有几节∏型RC滤波电路组成,各节∏型RC滤波电路之间可以是串联连接,也可以是并联连接。多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。 图7-29所示是多节∏型RC滤波电路。电路中,C1、C2、C3是三只滤波电容,其中C1是第一节的滤波电容,C3是最后一节的滤波电容。R1和R2是滤波电阻。 这一滤波电路的工作原理与上面的∏型RC滤波电路基本相同,这里再说明下列几点。 3.多节∏型RC滤波串、并联电路

电阻、电容、电感的区别

电阻、电容、电感的区别 电容、电感与电阻的区别,很多老师和同学都是不熟悉的,甚至在交流电路中,有很多人还将它们的作用混为一谈,都按电阻的作用来进行分析,从而造成了很多低级错误,笔者在此略作一个辨析,以供大家参考。 一、对电流影响的本质不同 1、电阻 导体电阻对电流的阻碍作用,实际上是自由电荷与导体中其余部分的碰撞(比如金属导体中自由电子和金属阳离子的碰撞),使自由电荷的定向移动能量损失,转化为其余部分热运动动能的过程,有序的定向移动向无序的热运动的转化,即电能向内能的转化,这种无序的热运动不能完全自发的转化为有序的自由电荷定向移动,也就是说,这种能量转化具有方向性。 2、电容 在不稳定电路中,当与电容器并联的其余部分两端电压高于电容器两极板间电压时,就会在其余部分和电容器之间形成充电电流,电容器被充电,定向移动的电荷被转移到电容器极板上,在两板间形成电场,将电路中的电能转化为储存于两板间的电场能,能量还是有序的。当与电容器并联的其余部分两端电压低于电容器两极板间电压时,就会在电容器和其余部分之间形成放电电流,电容器被充电,电荷从电容器极板上转移到电路中发生定向移动,将储存于两板间的电场能转化为电路中的电能。从上述分析可以看出来,如果不考虑电磁辐射的话,电容器充放电,实际上是两种有序运动的相互转化。 3、电感 在不稳定电路中,当与电感器(线圈)串联的电路中电流增加时,电流形成的磁场增强导致电感器中磁通量增大,进而引起自感电动势阻碍电流的增加,这一过程,电路中传来的电能转化为电感器中的磁场能;反过来,当与电感器(线圈)串联的电路中电流减小时,电流形成的磁场减弱导致电感器中磁通量减小,进而引起自感电动势阻碍电流的减弱,这一过程,电感器中的磁场能转化为电路中的电能。从上述分析可以看出来,如果不考虑电磁辐射的话,电感器的自感现象,实际上也是两种有序运动的相互转化。 二、对电流影响的表现不同 1、暂态电路中 (1)电阻:阻碍电流R U I = (2)电容: ①充电过程:阻碍电流R U U I C -=,可以将此式变形为R U R U I C -=,其中R U 可以看作是电路中的电压产生的正向电流,R U C 可以看作是电容器电压产生的反向电流,电路中的电流是这两个电流的和。②稳定过程:相当于断路,阻止电流。③放电过程:充当电源C U I R =,提供电压,使电路中形成电流。(3)电感:①电流增强:阻碍电流增加U E I R -= 自,可以将此式变形为E U I R R =-自,其中R U 可以看作是电路中的电压产生的正向电流,E R 自 可以看作是电感器自感电动势产生的反向电流,电路中的电流是这两个电 流的和。 ②稳定过程:相当于导线,导通电流。 ③电流减弱:充当电源E I R =自 ,提供电压,使电路中形成电流。

电容、电感滤波电路

滤波电路 交流电经过二极管整流之后,方向单一了,但是大小(电流强度)还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流,还需要再做一番“填平取齐”的工作,这便是滤波。换句话说,滤波的任务,就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小,改造成接近恒稳的直流电。 一、电容滤波 电容器是一个储存电能的仓库。在电路中,当有电压加到电容器两端的时候,便对电容器充电,把电能储存在电容器中;当外加电压失去(或降低)之后,电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候, 电容器两端的电压逐渐升高,直到接近充电电 压;放电的时候,电容器两端的电压逐渐降低, 直到完全消失。电容器的容量越大,负载电阻值 越大,充电和放电所需要的时间越长。这种电容 带两端电压不能突变的特性,正好可以用来承担 滤波的任务。 图5-9是最简单的电容滤波电路,电容器与负载电阻并联,接在整流器后面,下面以图5-9(a)所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。在二极管导通期间,e2 向负载电阻R fz提供电流的同时,向电容器C充电,一直充到最大值。e2 达到最大值以后逐渐下降;而电容器两端电压不能突然变化,仍然保持较高电压。这时,D受反向电压,不能导通,于是Uc便 通过负载电阻R fz放电。由于C和R fz较大,放电 速度很慢,在e2 下降期间里,电容器C上的电压降 得不多。当e2 下一个周期来到并升高到大于Uc时, 又再次对电容器充电。如此重复,电容器C两端(即 负载电阻R fz:两端)便保持了一个较平稳的电压, 在波形图上呈现出比较平滑的波形。 图5-10(a)(b)中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。

纯电阻电感电容电路

课题4-2纯电阻电路 课型 新课 授课班级授课时 数 1 教学目标 1.掌握纯电阻电路中电流与电压的数量关系及相位关系; 2.理解纯电阻电路的功率; 3.会分析纯电阻电路的电流与电压的关系; 4.会分析计算纯电阻电路的相关物理量。 教学重点 1.纯电阻电路的电压、电流的大小和相位关系。 2.纯电阻电路瞬时功率、有功功率、无功功率的计算。 教学难点 纯电阻电路瞬时功率、有功功率、无功功率的计算。 教学后记 1.提出问题,引导学生思考电方面知识,引起兴趣。 2.结合前面学过的知识,让学生自主探究,让他们由“机械接受”向“主动探究”发展,从而落实了新课程理念:突出以学生为主体,让学生在活动中发展。 3.总结结论,引导学生自己得出结论,养成良好的自主学习能力。

引 新课 【复习提问】 1、正弦交流电的三要素是什么 2、正弦交流电有哪些方法表示 【课题引入】: 我们在是日常生活中用到的白炽灯、电炉、电烙铁等都属于电阻性负载,它们与交流电源联接组成纯电阻电路,那么它们在交流电路中工作时,电压和电流间的 关系是否也符合欧姆定律呢纯电阻电路的定义只有交流电源和纯电阻元件组成的 电路叫做纯电阻电路。 第一节纯电阻电路 一、电路 1.纯电阻电路:交流电路中若只有电阻,这种电路叫纯电阻电路。 如含有白炽灯、电炉、电烙铁等的电路。 2.电阻元件对交流电的阻碍作用,单位 二、电流与电压间的关系 1.大小关系 电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。设在纯电阻电路中,加在电阻R上的交流电压u U m sin t,则通过电阻R的电流的瞬时值为: i = R u = R t U sin m I m sin t I m R U m I = 2 m I R U 2 m= R U I R U :纯电阻电路中欧姆定律的表达式,式中:U、I为交流电路中电压、电流的有效值。 这说明,正弦交流电压和电流的最大值、有效值之间也满足欧姆定律。 2.相位关系 (1)在纯电阻电路中,电压、电流同相。 (2)表示:电阻的两端电压 u 与通过它的电流 i 同相,其波形图和相量图如图1所示。

桥式整流电路原理、电感滤波原理、电容滤波原理

桥式整流电路原理 桥式整流电路如图1所示,图中B为电源变压器,它的作用是将交流电网电压e1变成整流电路要求的交流电压,RL是要求直流供电的负载电阻,四只整流二极管D1~D4接成电桥的形式,故有桥式整流电路之称。 图1 桥式整流电路的工作原理可分析如下。为简单起见,二极管用理想模型来处理,即正向导通电阻为零,反向电阻为无穷大。 在e2的正半周,电流从变压器副边线圈的上端流出,只能经过二极管D1流向RL,再由二极管D3流回变压器,所以D1、D3正向导通,D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。其电流通路可用图1(a)中虚线箭头表示。 在e2的负半周,其极性与图示相反,电流从变压器副边线圈的下端流出,只能经过二极管D2流向RL,再由二极管D4流回变压器,所以D1、D3反偏截止,D2、D4正向导通。电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负,与正半周时相同。其电流通路如图1(b)中虚线箭头所示。 综上所述,桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性,将四个二极管分为两组,根据变压器副边电压的极性分别导通,将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连,负极性端与负载电阻的下端相连,使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。

图2 根据上述分析,可得桥式整流电路的工作波形如图2。由图可见,通过负载RL的电流iL以及电压uL的波形都是单方向的全波脉动波形。 桥式整流电路的优点是输出电压高,纹波电压较小,管子所承受的最大反向电压较低,同时因电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载,电源变压器得到了充分的利用,效率较高。因此,这种电路在半导体整流电路中得到了颇为广泛的应用。 桥式整流电路电感滤波原理 电感滤波电路利用电感器两端的电流不能突变的特点,把电感器与负载串联起来,以达到使输出电流平滑的目的。从能量的观点看,当电源提供的电流增大(由电源电压增加引起)时,电感器L把能量存储起来;而当电流减小时,又把能量释放出来,使负载电流平滑,所以电感L有平波作用。 桥式整流电路电感滤波优点:整流二极管的导电角大,峰值电流小,输出特性较平坦。

电阻、电感和电容元件的实际应用

电阻、电感和电容元件的实际应用 张益翔 一、电阻元件 1.电阻元件的结构和分类 电阻的种类较多,按制作的材料不同,可分为绕线电阻和非绕线电阻两大类。非绕线电阻因制造材料的不同,有碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、实心碳质电阻等。 另外还有一类特殊用途的电阻,如热敏电阻、压敏电阻等。 热敏电阻的阻值是随着环境和电路工作温度变化而改变的。它有两种类型,一种是随着温度增加而阻值增加的正温度系数热敏电阻;另一种是随着温度增加而阻值减小的负温度系数热敏电阻。在电信设备和其它设备中作正或负温度补

偿,或作测量和调节温度之用。 压敏电阻在各种自动化技术和保护电路的交直流及脉冲电路中,作过压保护、稳压、调幅、非线性补偿之用。特别是对各种电感性电路的熄灭火花和过压保护有良好作用。 2.电阻的主要参数 (1)标称阻值:电阻器上面所标示的阻值。 (2)允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度。允许误差与精度等级对应关系如下:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级(3)额定功率:在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为-55℃~+70℃的条件下,电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。 线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100 (4)额定电压:由阻值和额定功率换算出的电压。 (5)最高工作电压:允许的最大连续工作电压。在低气压工作时,最高工作电压较低。 (6)温度系数:温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小,电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数,反之为负温度系数。

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