TA的每日心情 | 奋斗 2020-9-2 15:06 |
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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。
3 ~0 e; @0 j0 P' C( w7 x
" t0 U) n2 B9 P- S9 [1、电阻上的电压电流同相位6 F0 Q: b+ h' w. J% J* O& F$ {
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。, L, x: `6 u( i. _6 Q
4 h/ V4 [+ i# ]
2、电感上的电流落后电压90°相位8 @5 `, @2 n% v
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。, Y7 U* T; U8 \0 A, l
- F2 o3 ^% e+ J1 v1 E& I9 c* X
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。" O5 G. }6 o! o Y! X' ^! H! Z+ C
0 \5 T) o5 a* w) S r- H
3、电容上的电流超前电压90°相位, F$ j, r* [( J) D' H( u) F
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)。
9 a# E0 G {+ H ]8 Q! r2 K' y8 k* h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。
: l# n. D# q7 }* ~& F5 ~6 t( @
K# D' Y4 ^$ A1 C* Z1 t6 _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。; e0 y/ ?! H) U8 ^* v- Y
/ G& ~7 o" [: u- m. Y* M+ f
下面的积分方程能体现这种直观性:: P% \: ?1 ?0 E3 r! o7 K+ m
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)。
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( ^6 l+ J" F/ W9 x
; k) A; G8 X3 B. F元件相位差的应用 T" o: [& G; y' u0 O
) C3 M$ \& p* n/ G9 s- D——RC文氏桥、LC谐振过程的理解$ ^! H- r* i* _+ o. F
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。) N; e' ?7 p5 Y7 K
4 ?/ y' r! y; R( B
当两个频率相同、相位相位的正弦波叠加时,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。 q9 k* I' f2 x! A* v
0 _# | j" T, a+ L
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。
5 Y# D* ?$ D/ E; i
" C% ?* @1 k% h6 p/ l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。
: X* C! s6 H: h5 p; a5 l* A9 ?1 t( M" H7 e2 B! Z' V7 |& e
谐振需要同时满足频率相同和相位相同两个条件。电路如何通过幅度-频率特性选择频率的方法以前在RC文氏桥中讲过,LC串并联的思路与RC相同,这里不再赘述。: }4 M& w' T% `) [' W4 L2 S" T
" K6 o, N9 t, n/ J6 {' L( Z S
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