第一章1.5 RCL简单电路.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电阻器组成的简单电路,电阻串联电路,电路图,主要特性综述,1.,总电阻,R=R1,R2,电阻愈串,R,愈大,.,2.,流过各电阻的电流相等,即串联电路中电流处处相等,.,3.,流过各电阻的电流可以是直流电,也可以是交流电流,.,4.,各串联电阻上的电压之和等于加在串联电路两端的电压,.,5.,阻值相对很大的电阻是电路分析中的主要对象,串联电阻电路分析时就得抓住这一矛盾,.,R,1,R,2,1.5,电阻器、电容器和电感器组成的简单电路,电阻,R,1,和,R,2,串联电路故障分析,元器件名称及故障类型,电路故障分析,分析思路,R,1,开路,R,1,和,R,2,中无电流,两端无电压降,.,欧姆定律,:I=U/R,短路,R,2,中电流增大,有烧坏,R,2,的可能,RI I,2,阻值增大,R,1,和,R,2,中电流减小,且,U,R1,U,R2,R,1,R I,而,U,不变,阻值减小,R,1,和,R,2,中电流增大,且,U,R1,U,R2,分析同上,接触不良,电路一会儿工作正常,一会儿工作不正常,接触好时正常,接触不好时不正常,R,2,上述情况,故障分析同上,将,R,1,换成,R,2,分析同上,电阻并联电路,电路图,重要特性综述,1.,电阻愈并联总电阻愈小,1/R=1/R1+1/R2+,2.,总电流等于各支路电流和,I,1,+I,2,+,3.,各并联电阻两端电压相等,4.,电阻值相对很小的电阻是电路分析的主要对象。,R,1,R,2,R,1,R,2,I,2,I,I,1,I,电阻并联电路解析及电路故障分析,元器件名称及故障类型,电路故障分析,分析思路,R,1,开路,I,1,=0 R I,R,2,工作正常,无并联电路,I,不变,.,短路,R,2,中无电流,I,剧增,烧坏电源,.,非常危险的电源短路,!,阻值增大,R,I,1,I,对,R,2,工作无影响,因,U,不变,:,R,1,R I,阻值减小,R,1,R I,分析同上,接触不良,接触不正常时,总电流减小,接触不好时同,R,1,开路,R,I,R,2,上述情况,故障分析同上,将,R,1,换成,R,2,分析同上,电阻串并联电路分析,R,1,与,R,2,并联后的等效电阻是串联电路的一只电阻,再与,R,3,具有串联特性,:,R,1,R,2,R,1,R,2,I,2,I,3,I,1,I,R,3,R,0,I,3,I,0,I,R,3,R,1,R,2,A,B,C,E,U,R1,=I,1,R,1,U,R2,=I,2,R,1,R,U=U,R1,+U,R2,电容器,串联电路,将电容的容抗用电阻的形式来表达,在电容等效电路中,不是实际意义上的 电阻,它们的阻抗特性应考虑频率因素和容量大小,.,Us,C,1,C,2,R,1,(C,1,的容抗,),R,2,(C,2,的容抗,),交流信号源,电容器串联电路的基本特性和电路分析,电容串联电路基本特性,特性解说及电路分析,电容串联电路不能提供直流电流通路,由于电容具有通交阻直特性,所以串联电路具有交流和直流的识别能力,.,电容愈串总容量愈小,1/C=1/C,1,+1/C,2,+,流过各串联电容电流相等,串联电路的共性,各电容上的电压降之和等于信号源电压,可以构成交流分压电路,容量愈小其两端电压降大,容量大的两端电压小,容量小的两端电压大,.,若某电容容量远大于其自身容量,则该电容相当于通路,此时电路中起决定性的是容量较小的电容,.,对识图时抓住小电容这一主要矛盾很重要,.(05,中,政,),理解电容愈大其两端压降愈小,由公式,U=Q/C,来理解,:,在串联电路中流过电容的电流相等,即各串联电容内所充的电荷相等。电容两端的电压与容量大小成反比，所以,容量大,的电容两端,电压降小,.,由等效电路理解,:,容量大容抗小，而在电阻串联电路中，阻值愈小的电阻上电压压降小,.,如利用电容器降压的充电电路。,电容愈大其两端压降愈小应用举例,利用电容器、变压器降压的简单直流电源电路,T,220V,50Hz,整流,电路,2200/25V,C,1,C,2,+,0.01,63V,Uo,15V,18V,供负载,来至网电,C,220V,50Hz,2200/25V,C,1,C,2,+,0.01,63V,Uo,15V,18V,供负载来至网电,整流,电路,224/250V,实用电容器串联电路,有极性电解电容顺串联电路,C,1,C,2,+,+,正极,负极,C,0,+,仍为有极性电容,容量减小,C,0,的耐压提高,顺串联后得到两种变化,:,(1),电容的总容量减小,;,(2),总电容的耐压提高,.,如果将两只容量相等耐压相同的电容顺串,则总耐压提高一倍而容量减小一半,.,有极性电解电容逆串联电路,C,1,C,2,+,+,C,0,无极性,其他特性与顺串相同,C,1,C,2,+,+,两种具体连接形式,:,(1),两只有极电容的负极相连,.,(2),两只电容的正极相连,.,连接后无极性,两引脚可以任意接入电路,.,用来代替低档次的无极性电解电容器,如扬声器分频器,.,实用电容器串联电路,有极性电解电容逆串构成二分频扬声器电路,工作原理要点,:,C,3,C,2,+,C,1,+,功率放大器,分频电容,高音,低音,SP,1,SP,2,(,1),从,C,1,输出的是全频域音频信号,有低音、中音和高音信号,由于,C,2,和,C,3,分频电,容的合理设计,对低音和中音呈高容抗,低音和中音不能通过,C,2,和,C,3,加到,SP,2,中只有高音信号,SP,1,中只有,低音和中音信号,.,(,2),由于高音的频率比较高,C,2,和,C,3,的,容抗小,高音信号顺利通过,C,2,和,C,3,到,SP,2,中高重放音信号,.,(,3),高音信号虽然也能加到,SP,1,上,但,SP,1,的高频特性不好,所以重放高音主要,SP,2,完成,.,(4),由于从,C1,输出的是幅度很大且极性不断改变的交流音频信号,所以分频电热必须采用无极性电容,有极电解电容在大信号交流电路中无法正常工作,.,有极性电解电容不能在纯交流电路中运用,交流信号源,Us,C,1,+,-,R,1,U,S,t,Us,C,1,+,R,1,Us,C,1,+,R,1,与电容极性一致,给电容加负极性电压,U,S,t,U,S,t,正半周,负半周,在负半周时,交流大信号的电压极性与,C,1,引脚极性相反,负极性电压加到,C,1,的正极,使,C,1,的负极电压高于正极电压,C,1,的漏电流增大,不能正常工作,.,电容器并联电路,两个或两个以上电容并接后,再与交流信号源并联,C,1,C,2,Us,+,-,R,1,(C,1,的容抗,),R,2,(C,2,的容抗,),R,1,R,2,这里的,R,1,和,R,2,也不是实际意义上的电阻器,它们的阻抗特性应考虑频率因素和容量大小,.,电容并联电路基本特性,电容并联电路特性,特性解说及电路分析,各支路不能通过直流电,电容具有隔直作用,电容并联电路在直流分析时相当于开路,.,电容愈并总容量愈大,C=C,1,+C,2,+,可与电阻串联对照记忆,电容并联电路中各电容上电压相等,并联电路共性,各支路的电流之和等于总电流,并联电路共性,大容量电容的容抗小,在支路中的电流大,反之则大,.,大容量电容在电路中起关键作用,.,因大容量电容的容抗小,.,当某电容的容抗远比另一个大时,该电容相当与于开路而不起作用,.,电容器并联电路,容量受温度影响,两个等容量小电容并联,C,1,C,2,正温度系数,聚脂电容,A,1,负温度系数,聚丙烯电容,温度正常时,C,1,与,C,2,的容量相等且,C=C,1,+C,2,温度升高时,C,1,容量增大,C,2,容量减小,总容量,C=C,1,+C,2,不变,.,温度低降时,C,1,容量减小,C,2,容量增大,总容量,C=C,1,+C,2,不变,.,在电路设计中，为了到稳定的振荡频率,采用不同材料同种容量电容器并联,克服了由于温度的变化而引起频率漂移现象,.,同频率下,容量大的电容器容抗小,但其存在感抗特性,在高频情况下的阻抗大于低频阻抗,.,C,1,C,2,低频滤波,电容,整流电路,高频滤波,电容,+,2200,0.01,同频率下,容量小的电容器容抗大,但其几乎不存在感抗特性,在高频情况下其容抗很小,.,高频干扰信号通过小电容滤波到地,.,当工作在较低频率时,容量小的电容器容不工作,主要靠容抗很小,.,高频干扰信号通过小电容滤波到地,.,大容量电容滤除中频和低频电流,.,当工作在较高频率时,容量大的电容器不工作,.,一大一小电容并联的电路主要应用于电源滤波电路,要求电容的容量足够大时才并一只小容量电容器,.,因为大电容器容量不足够大,4,感抗不明显,.,容抗受频率和容量影响,一大一小电容并联,漏电流受容量影响,两个等大电容并联电路,输出耦合,C,1,C,2,OTL,功放,+,510,510,+,C,1,C,2,整流电路,+,510,510,电源滤波,+,提高电路的可靠性,.,有其中一只开路,另一只仍能使电路正常工作,.,减小电容器的漏电流,并联后总漏电流比用一只大电容的漏电流要小,.,增大了电容容量,.,大电容的电路效果不理想时,可以再并一大电容,.,在电路板上见到两只同容量电容的装配,很有可能是这种电路,.,电容串并联电路,C,1,与,C,2,并联后再与,C,3,串联,C,1,C3,C,2,C,1,C,0,C,等效,等效,为提高安全性,数只小电容串并联,C,4,等效,等效,C,1,C,2,C,3,C,1,C,2,C,01,C,02,C,1,C,0,等效,C,3,与,C,4,并联,等效于,C,01;,C,01,与,C,2,串联,等效于,C,02;,C,02,再与,C,1,并联,等效于,C,0,。,串并联电路的几点说明,采用电容串并联电路并不是为了增大或减小电容量,更多是为了实现某个特定的电路功能,.,电容串并联电路只是电容器在电路中应用的微小部分,更多的情况是电容器与其他电子器件进行串并联而构成形形色色的功能电路,.,电容器电路故障分析,开路,击穿,容量变小,电容器在电路中开路分析,电容器在电路中开路时,交流信号会受阻而不能通过。如信号传输回路的耦合电容开路后,其后级电路中将会无交流信号输入,对音频电路会出现无音,对视频电路将无图像。,电容器在电路中开路时,对直流电路无影响,.,可以通过测量,”,关键点,”,直流电压不能发现电容器已经开路,.,只有在滤波电路,测试点的电压有偏低现象,且对视频电路有干扰现象。,某些电容器在电路中开路时,对电路的直流和交流电路工作无影响,但可能使电路工作稳定性变差。,电容器在电路中短路和漏电分析,电容器的击穿或漏电性质是相似的,电容严重漏电就是击穿,两种故障对电路工作影响有相似之处,.,电容器的两根引脚电压在电路中一般不相等,如果测量结果相等,可能该电容已击穿,.,电容器在电路中击穿或漏电时,电容器两极板间已不绝缘,直流电流也能通过,但对后级的交流信号影响较大,对电压的影响不大,所以只能通过观察来判断,.,电容器在电路中击穿或漏电时,因其他电路也有隔直电容,所以只对电容所在的局部电路有影响,.,通过测量该局部电路的直流电压,可缩小故障范围,.,在电源电路中,滤波电容击穿时,开机便烧断保险管,漏电时,直流电压偏低,.,电容容量变小分析,电解电容器使用时间长后,内部的电解液变干,容易出现容量变小故障。,不同电路中的电容量变小时,对电路的影响不同,有的会造成严重故障现象,有的则影响不大。,当电容容量变小后,对低频和高频影响不同。,当耦合电容容量变小后,对信号的损耗将增大,特别是对低频信号的损耗,因为频率低,容抗大,.,当滤波电容容量变小后,滤波效果变差,将出现交流声大的故障。,电容容量变小故障往往与电容的漏电有关,所以当电容的容量变小时,电容也可能同时出现漏电故障。,可变电容器和微调电容器电路举例,输入调谐电路：,由,AM,天线接收的信号通过线圈,L,4,加于中波,磁棒,初级线圈,L,3,与,C,16,和四连中的调幅天线连,VC3,等构成中波输入调谐回路,选出高频信号耦合到次级线圈,L5,由耦合电容,C21,送入集成电路,A1,的,16,脚内混频,.L,3,与,C,16,、,V,C3,、微调电容,C17,构成LC,并联谐振回路,.,调幅,本振连,调幅,天线连,R14,A1,upc1018,V,cc,16,1,VC,4,C18,C19,C20,C,16,VC,3,C,17,C,21,L5,L,2,L,3,L,1,L,4,AM,调幅,天线连,调幅,天线,调节,V,C3,时,能够改变这一谐振回路的谐振频率,从而可以在众多的电台频率中选出所需的电台频率,.,本振回路,:,集成电路,C1018,的,1,脚内部电路与其外围电路 构成中波段本机振荡电路,.,本机振荡电路的,选频电路,由本振初级线圈,L1,和四连的调幅本振连,VC4,、可变电容器,C18,、,C19,构成,LC,谐振回路,.,调节,V,C3,时V,C4,的谐振频率也同步改变,保证了本振频率,(f,0,),比输入调谐回路的频率,(,f,i,),高出一个中频频率,465KHz.,即,:,f,0,f,i,465KHz,本振频率信号从次级线圈,L2,输出,经,R,14,加入集成电路,A1,的,1,脚内部电路,由内部电路将本振信号送到混频器的输入端,.,电路中,C20,为旁路电容器,它既是调幅电源的滤波电容,又是次级线圈,L2,下端的旁路电容,使初级下端交流接地,.,电 感 电 路,电感滤波电路,型,LC,滤波电路,从整流电路电路输出的是直流和交流混合成分，其中直流成分是需要的，交流是不需要的，通过滤波电路去掉交流成分。,原理：,从整流电路输出的交流和直流混合电流首先经过,C,1,滤波，然后加到,L,1,和,C,2,滤波电路中。对于直流电流而言，由于,L,1,的直流电阻很小，所以产生的压降就很小。对于交流而言，在,L1,上产生的感抗很大，而,C2,上的容抗很小，从而构成分压衰减电路，如图示。,L,+,C,2,L,和,C2,的等效分压电路,直流输出电压,滤波电感通直隔交,直流输出电压,滤波电容使交流到地，直流通过,整流电路,L,+,+,C,2,C,1,抗高频干扰电感电路,电源变压器,抗干扰线圈串联在交流电路中，阻止高频电流通过,输入,220V,交流电压,T,1,T,2,电路中,T1,是电感器，它有两组独立的线圈，,T2,是电源变压器，,T1,的两组线圈串联在,T2,初级线圈两根进线回路中。,对于输入的,50HZ,交流市电而言，因为频率很低电感器,T1,产生的阻抗很小而呈通路，这样,220V,交流电能够加到电源变压器初级线圈中。,由于干扰信号的频率较高，,T,1,产生的阻抗大，使高频干扰信号不能进入到电源变压器,T,2,的初级线圈中，达到了抗干扰的目的。,