图示电路中电压u含有基波和三次谐波,基波角频率为,若要u1中不含基波分量而将u中的三次谐波分量全部取出,则C1为()。
A、10μF
B、1.25μF
C、5μF
D、2.5μF
【正确答案:B】
由题意,u1中不含基波分量,要求并联回路(电容电感串联)基频(ω1= 10000)时应发生串联谐振,相当于短路;而三次频率(ω3=30000)时应发生并联谐振,相当于断路,则:.(1)基波分量时:
采用叠加原理将电源的恒定分量以及各次谐波分量单独作用时产生电流分量。对于恒定分量可按直流电路的求解方法,即把电路中的电容看成开路,电感看成短路,各次谐波按正弦交流电计算。Z=R+(XL+XC2)//XC1,一次谐波分量时:Z=1000K+(j104*1*10-3-j1/04/(10*10-6)=2.5uf
初中物理
灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率大,灯泡亮,实际功率小,灯泡暗。
在串联电路中,灯泡的电流相等,实际功率由电压决定,而分压又与电阻成正比。即电阻大的灯泡分压多,实际功率大,灯泡亮。
在并联电路中,灯泡的电压相等,实际功率由电流决定,而分流又与电阻成反比。即电阻大的灯泡分流少,实际功率小,灯泡暗。灯泡的亮度正好与串联电路的亮度正好相反!
两只灯泡不变,电阻都为r。
串联时:IL1=IL2=I1=U/(r+r)=0.5U/r。
并联时:IL1=IL2=I2/2=[U/(r∥r)]/2=[U/(0.5r)]/2=U/r。
可见,并联时小灯泡电流是串联时的2倍,所以并联时灯泡较亮。
根据串联电路的总电压等于各部分用电器两端的电压之和、在串联电路中电流I处处相等和I=U/R可知:U=U1+U2+…Un=IR1+IR2+…IRn,即:I=U/(R1+R2+…Rn),当电源总电压U一定时,串联的小灯泡的个数n越多,通过它的电流I就越小;同时由于每个小灯泡所分配的电压Un=IRn也越小,所以再根据电功率P=UI可知,串联小灯泡越多,小灯泡的实际电功率Pn=UnI就越小,小灯泡的亮度越暗。
拓展资料:
串联和并联的区别
最直观的区别是这两种连接方式的电池所表现的不同特点,四节电池串联起来有6V,而并联则仍然只有1.5V。
1.串联电路:把元件逐个顺次连接起来组成的电路。如图,特点是:流过一个元件的电流同时也流过另一个。例如:节日里的小彩灯。 在串联电路中,闭合开关,两只灯泡同时发光,断开开关两只灯泡都熄灭,说明串联电路中的开关可以控制所有的用电器。
2.并联电路:把元件并列地连接起来组成的电路,如图,特点是:干路的电流在分支处分两部分,分别流过两个支路中的各个元件。例如:家庭中各种用电器的连接。 在并联电路中,干路上的开关闭合,各支路上的开关闭合,灯泡才会发光,干路上的开关断开,各支路上的开关都闭合,灯泡不会发光,说明干路上的开关可以控制整个电路,支路上的开关只能控制本支路。
3.串联电路和并联电路的特点: 在串联电路中,由于电流的路径只有一条,所以,从电源正极流出的电流将依次逐个流过各个用电器,最后回到电源负极。因此在串联电路中,如果有一个用电器损坏或某一处断开,整个电路将变成断路,电路就会无电流,所有用电器都将停止工作,所以在串联电路中,各几个用电器互相牵连,要么全工作,要么全部停止工作。 在并联电路中,从电源正极流出的电流在分支处要分为两路,每一路都有电流流过,因此即使某一支路断开,但另一支路仍会与干路构成通路。由此可见,在并联电路中,各个支路之间互不牵连。
串联分压,并联分流。
原理:在串联电路中,各电阻上的电流相等,各电阻两端的电压之和等于电路的总电压。可知每个电阻上的电压小于电路的总电压,故串联电阻分压。
在并联电路中,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。
那么实际过程中怎样判断电路中用电器之间是串联还是并联?
串联和并联是电路连接两种最基本的形式,它们之间有一定的区别。要判断电路中各元件之间是串联还是并联,就必须抓住它们的基本特征,具体方法是:
(1)用电器连接法:分析电路中用电器的连接方法,逐个顺次连接的是串联;并列在电路两点之间的是并联。
(2)电流流向法:当电流从电源正极流出,依次流过每个元件的则是串联;当在某处分开流过两个支路,最后又合到一起,则表明该电路为并联。
(3)去除元件法:任意拿掉一个用电器,看其他用电器是否正常工作,如果所有用电器都被拿掉过,而且其他用电器都可以继续工作,那么这几个用电器的连接关系是并联;否则为串联。
是线性电路,可用叠加原理,u1的总输出=基波电压单独作用的u1分量+三次谐波电压单独作用的u1分量。
u1是1mH和10uF串联阻抗上的电压,基波电压单独作用的u1分量用分压公式计算,基波电压单独作用的u1分量=基波电压u*((1mH和10uF串联基波阻抗)//C1基波阻抗)/总基波阻抗,其中总基波阻抗=1000千欧+(1mH和10uF串联基波阻抗)//C1基波阻抗。从u1分量公式得出结论:只要(1mH和10uF基波串联阻抗)=0时,(1mH和10uF串联基波阻抗)//C1基波阻抗自然也是0,u1基波分量=0。
同上,三次谐波分量单独作用的u1分量=三次谐波电压u*((1mH和10uF串联三次谐波阻抗)//C1三次谐波阻抗)/总三次谐波阻抗,从公式得出结论:只要(1mH和10uF串联三次谐波阻抗)//C1三次谐波阻抗=无穷大,u1三次谐波分量计算公式的分子分母趋于相同,u1三次谐波分量=三次谐波电压u,即u1将u中三次谐波分量全部取出。
进一步说明为什么C1是1.25uF :要求(1mH和10uF串联三次谐波阻抗)//C1三次谐波阻抗=无穷大,即(1mH和10uF串联三次谐波阻抗)*C1串联三次谐波阻抗/(1mH和10uF串联三次谐波阻抗+C1串联三次谐波阻抗)= 无穷大,从公式上看出,只要令其分母是0,也就是:(1mH和10uF串联三次谐波阻抗+C1串联三次谐波阻抗)=0,得出结论:C1=1.25uF。
u1将u中三次谐波分量全部取出的情况可以这样观察理解:电路中1mH和10uF串联后是等效为了一个电感L1,而L1和C1的三次谐波阻抗是相同的,形成了一个并联谐振电路,阻抗是无穷大;一个无穷大的阻抗和一个有限值的阻抗(1000千欧)串联分压,所分到的电压是输入电压的全部。