3.2.1 基本RC电路的特征
基本RC电路是一种由电阻器和电容器按照一定的方式连接并与交流电源组合的一种功能单元。学习基本RC电路的特征时,应先认识和了解该类电路的结构形式,再结合具体的电路单元弄清楚电路特征。
1. 基本RC电路的结构
根据不同的应用场合和功能,RC电路通常有两种结构形式:一种是RC串联电路;另一种是RC并联电路,如图3-9所示。
图3-9 基本RC电路的结构
2. 基本RC电路的特征
不同RC电路结构的特征不同,RC串联电路是指将电阻器和电容器串联后组合的电路,称为RC串联电路,多与交流电源连接,如图3-10所示。
图3-10 基本RC串联电路
RC串联电路的电流引起电容器和电阻器上的电压降,这些电压降与电路中的电流及各自的电阻值或容抗值成比例。电阻器电压 U R 和电容器电压 U C 用欧姆定律表示为( X C 为容抗): 、 。
技术拓展
在纯电容器电路中,电压和电流相互之间的相位差为90°。在纯电阻器电路中,电压和电流的相位相同。在同时包含电阻器和电容器的电路中,外施电压和电流之间的相位差在0°和90°之间。
当RC串联电路连接于一个交流电源时,外施电压和电流的相位差在0°~90°之间。相位差的大小取决于电阻器和电容器的比例。相位差均用角度表示。
电阻器和电容器并联在交流电源的组合被称为RC并联电路,如图3-11所示。
图3-11 RC并联电路
与所有并联电路相似,在RC并联电路中,外施电压 U 直接加在各个支路上,因此各支路的电压相等,都等于外施电压,并且三者之间的相位相同。因为整个电路的电压相同,当知道任何一个电路的电压时,就会知道所有的电压值, U = U R = U C 。
提示说明
RC元件除可构成简单的串、并联电路外,还可构成一种常见的RC正弦波振荡电路。该电路是利用电阻器和电容器的充、放电特性构成的。RC的值被选定后,充、放电的时间(周期)就固定为一个常数,也就是说,它有一个固定的谐振频率。一般用来产生频率在200kHz以下的低频正弦信号。常见的RC正弦波振荡电路有桥式、移相式和双T式等几种,如图3-12所示。由于RC桥式正弦波振荡电路具有结构简单、易于调节等优点,故应用广泛。
图3-12 RC正弦波振荡电路