RLC串联电路如图所示,在工频电压u(t)的激励下,电路的阻抗等于:()。
A、R+314L+314C
B、R+314L +1/314C
C、
D、
【正确答案:C】
RLC串联的交流电路中,阻抗的计算公式是:,阻抗的模:。
在rlc串联电路中,因为电感上的电压ul和电容上的电压uc是反相的,电感上的电压超前电阻上的电压ur90度,电容上的电压滞后电阻上的电压90度,电感和电容上的电压相互抵消,抵消后的差额(ul-uc)与电阻上的电压方向差90度。求电路的总电压u时,就要把ur作为一条直角边,把(ul-uc)作为一条直角边,把u作为斜边来解直角三角形。于是有:电路的总电压u=√ur^2+(ul-uc)^2(都在根号里面)(1)ur=电路里的总电流i*电阻r;ul=电路里的总电流i*电感的感抗xl;uc=电路里的总电流i*电容的容抗xc;u=电路里的总电流i*总阻抗z;把这些关系代入(1)式,得:阻抗z=√r^2+(xl-xc)^2(都在根号里面)(2)当电路发生谐振时,xl刚好等于xc,所以,电路里总阻抗达到了最小值z=r;电流达到了最大值i=u/r。对于总电路来说,电感和电容相当于一点阻抗都没有了。但他们各自本身是有阻抗的,只不过对总电路来说互相抵消了而已。因为电感的感抗是随频率上升的,电容的容抗是随频率下降的,正好在谐振频率时他们两者相等。这时,电感上的电压:ul=i*xl电容上的电压:uc=i*xc他们大小相等,方向相反。设谐振频率为f0,则xl=2*∏*f0*lxc=1/(2*∏*f0*c)即:2*∏*f0*l=1/(2*∏*f0*c)f0=1/(2*∏*√l*c)(3)我们把谐振时电感或电容上的电压与电源电压的比值,定义为电路的品质因数q。其物理意义就是看看电感或电容上的电压比电源电压大了多少倍。因为谐振时电阻上的电压刚好等于电源电压,所以:q=ul/u=uc/u=xl/r=xc/r=2*∏*f0*l/r=1/(2*∏*f0*c*r)那么为什么谐振时电感或电容上的电压会高于电路的总电压q倍呢?就是因为电路里的电流达到了最大值,而电感的感抗又与电容的容抗相等。所以他们都达到了电源电压的q倍。从上面的公式还可以看到,想增大q值,必须尽量减少电路里的“等效”串联电阻。想减少q值,就要增大r。我为什么要在串联电阻前加“等效”二字呢?是因为分析串联谐振电路时,应把并联在电感或电容上的电阻“等效”为串联电阻来看待。
电流 I=UR/R=10/100=0.1A. 电感阻抗 XL=w*L=1000*0.4=40Ω. 电感两端电压 UL=XL*I=40*0.1=40V.电容阻抗 XC=1/(w*C)=1/(1000*5*10^-6)=200Ω. RLC等效阻抗 X=√(R²+(XC-XL)²)=√(100²+160²)=188.7Ω. 总电压 U=X*I=188.7*0.1=18.9V. 有功功率 P=R*I²=100*0.1*0.1=1W. 无功功率 Q=(XC-XL)*I²=160*0.1*0.1=1.6W.
RLC串联电路的阻抗公式为:Xz=R+jwL+1/jwc,w=2πf(f即为频率W)。
Z = R + jX = R + j(ωL - 1/ωC)
ω=1/[2π(LC)^(-0.5)] 即<2π根号下LC>的倒数。
扩展资料
RLC串联电路的向量
Φ=arctan(X/R)=arctan[(XL-XC)/R]
当XL>XC时,X>0,R>0,电路呈感性;
当XL<XC时,X<0,R>0,电路呈容性;
当XL=XC时,X=0,R>0,电路呈电阻性,称为串联谐振状态。
z=[(XL-XC)2+R2]1/2·U=|z|I。
参考资料来源:百度百科-RLC电路