Xem xét đường mạch RLC trong đó điện trở, cuộn cảm và dien tụ được kết nối song song với nhau. Sự kết hợp song song này được cung cấp bởi điện áp cung cấp, VS. Đường mạch RLC song song này hoàn toàn ngược lại với đường mạch RLC串联的。在并联RLC电路中,每个元件上的电压相同,而电流则根据每个元件的阻抗分配。因此,并联RLC电路与串联RLC电路具有对偶关系。
在串联RLC电路中,流经电阻、电感和电容这三个元件的电流是相同的,但在并联电路中,每个元件上的电压保持不变,电流则根据每个元件的阻抗进行分配。这就是为什么并联RLC电路被称为与串联RLC电路具有对偶关系的原因。
从电源抽取的总电流IS等于电阻电流、电感电流和电容电流的矢量和,而不是三个分支电流的数学和,因为流经电阻、电感和电容的电流彼此不同相;因此它们不能算术相加。
应用基尔霍夫电流定律,该定律指出进入节点或结点的电流之和等于离开该节点的电流之和,我们得到:
设V为电源电压。
IS为总源电流。
IR为流经电阻的电流。
IC为流经电容的电流。
IL为流经电感的电流。
θ为电源电压与电流之间的相位角差。
为了绘制并联RLC电路的相量图,以电压为参考,因为每个元件上的电压相同,所有其他电流(即IR、IC、IL)都相对于这个电压向量绘制。我们知道,在电阻的情况下,电压和电流同相;因此,将电流向量IR与电压同相且方向相同。对于电容,电流超前电压90o,因此,绘制IC向量超前电压向量V 90o。对于电感,电流向量IL滞后电压90o,因此绘制IL滞后电压向量V 90o。现在绘制IR、IC、IL的合成结果,即电流IS,其与电压向量V的相位角差为θ。
简化相量图后,我们在右侧得到一个简化的相量图。在这个相量图上,我们可以轻松应用勾股定理,从而得到:
从并联RLC电路的相量图中,我们得到:
代入IR、IC、IL的值到上述方程中,我们得到:
简化后,
如上所示,在并联RLC电路的阻抗Z的方程中,每个元件都有阻抗的倒数(1/Z),即导纳Y。对于解决并联RLC电路问题,如果找到每个分支的导纳,然后简单地将每个分支的导纳相加来找到电路的总导纳会很方便。
在串联RLC电路中,考虑的是阻抗,但正如引言中所述,并联RLC电路与此完全相反;因此在并联RLC电路中,我们将考虑导纳。阻抗Z有两个分量:电阻R和电抗X。类似地,导纳也有两个分量,即电导G(电阻R的倒数)和电纳B(电抗X的倒数)。因此,并联RLC电路的导纳三角形与串联阻抗三角形完全相反。
类似于串联RLC电路,并联RLC电路也会在特定频率下发生谐振,称为谐振频率。也就是说,存在一个频率,在该频率下,电感电抗等于电容电抗,但与串联RLC电路不同的是,并联RLC电路在此频率下的阻抗最大,电路表现为纯电阻电路,导致电路的功率因数为1。
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