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樓主: wb61850
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一天一點(diǎn)基礎(chǔ)(續(xù)1)

[復(fù)制鏈接]
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-16 23:47:27 | 只看該作者

大家請(qǐng)看,在“諧振頻率”處(大約為85KHz)電壓Va得到峰值(最大值);并且電壓Va的相位與電流源的相位相同(它們之間的相位差為零)。
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-17 00:04:42 | 只看該作者
實(shí)際的線(xiàn)圈可以等效為并聯(lián)諧振電路,在并諧振頻率上線(xiàn)圈具有最大的阻抗且為純電阻性質(zhì)。當(dāng)信號(hào)的頻率超過(guò)線(xiàn)圈的諧振頻率(或固有頻率)后,線(xiàn)圈的等效阻抗性質(zhì)將由“感性”變?yōu)椤叭菪浴奔淳(xiàn)圈已演變?yōu)橐粋(gè)“電容器”。所以,一個(gè)實(shí)際的線(xiàn)圈都有一定的工作頻率范圍(一般應(yīng)遠(yuǎn)離其固有諧振頻率)
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-17 00:07:07 | 只看該作者
水平有限,錯(cuò)誤難免,歡迎批評(píng)、指教
今天就到這里吧,祝大家晚安。
再見(jiàn)
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發(fā)表于 2009-8-18 10:57:29 | 只看該作者
實(shí)際的線(xiàn)圈可以等效為并聯(lián)諧振電路,在并諧振頻率上線(xiàn)圈具有最大的阻抗且為純電阻性質(zhì)。當(dāng)信號(hào)的頻率超過(guò)線(xiàn)圈的諧振頻率(或固有頻率)后,線(xiàn)圈的等效阻抗性質(zhì)將由“感性”變?yōu)椤叭菪浴奔淳(xiàn)圈已演變?yōu)橐粋(gè)“電容器” ...
wb61850 發(fā)表于 2009-8-17 00:04

您說(shuō)的當(dāng)信號(hào)頻率超過(guò)線(xiàn)圈的諧振頻率后變?yōu)槿菪裕窃诜l特性上看,應(yīng)該是在諧振頻率上吧?遠(yuǎn)離諧振頻率后就可以,可以大于也可以小于諧振頻率,不知道我的理解是否正確。
最近一直在跟著學(xué)習(xí),這些基礎(chǔ)的東西現(xiàn)在回頭經(jīng)您這么講解后理解更加深刻了,十分感謝。
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 03:46:09 | 只看該作者
本帖最后由 wb61850 于 2009-8-19 03:51 編輯

xuyaosong兄弟這個(gè)問(wèn)題問(wèn)的非常好,謝謝您的提問(wèn)
我正想較詳細(xì)的闡述一下這個(gè)問(wèn)題。
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 03:59:36 | 只看該作者
本帖最后由 wb61850 于 2009-8-19 04:29 編輯

首先我說(shuō)明一下
本人的水平不高,所以呢對(duì)于一般的問(wèn)題并不重于數(shù)理分析。
坦然的講,電磁場(chǎng)的問(wèn)題是非常抽象的。如果要較準(zhǔn)確的分析、計(jì)算則需要許多高深的數(shù)學(xué)知識(shí),比方說(shuō)給出邊界條件求電磁場(chǎng)的分布等等。
當(dāng)然,準(zhǔn)確的計(jì)算有的時(shí)候是必須的。
“我們來(lái)自五湖四海,為了一個(gè)共同的目的走到了一起”
大家的“悟性”不同,我的“悟性”就不高。所以我盡量采取通俗一些的認(rèn)識(shí)方法,爭(zhēng)取建立一個(gè)比較正確的定性的認(rèn)識(shí),然后大家根據(jù)自己的實(shí)際情況在酌情學(xué)習(xí),因?yàn)槲抑来蠹宜幍膶W(xué)習(xí)環(huán)境都是不同的。
首先要提起來(lái)對(duì)這門(mén)科學(xué)的興趣,我覺(jué)得這才是最重要的,因?yàn)椤芭d趣是最好的老師”
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 05:00:25 | 只看該作者
本帖最后由 wb61850 于 2009-8-19 05:04 編輯

正如xuyaosong所言,阻抗分析有的時(shí)候是非常重要的,也是基礎(chǔ)的。
對(duì)于“線(xiàn)性非時(shí)變”網(wǎng)絡(luò)的阻抗分析(或?qū)Ъ{分析)是網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)。因?yàn)榫(xiàn)性非時(shí)變網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)基本的概念,也是一種最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)(相對(duì)于普遍意義的“非線(xiàn)性時(shí)變網(wǎng)絡(luò)”)。
簡(jiǎn)單地講,線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò)是指構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的基本器件R(電阻)、L(電感)和C(電容)都是線(xiàn)性的;所謂非時(shí)變則是指R、L和C的值是不隨時(shí)間變化的。
那么這樣的網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實(shí)中存在嗎?是不存在的。線(xiàn)性非時(shí)變網(wǎng)絡(luò)是一種理想化的模型,因?yàn)樗衅骷蓟蚨嗷蛏俚木哂幸欢ǖ姆蔷(xiàn)性,并且它們的值也或多或少的隨時(shí)間變化(比方說(shuō)當(dāng)溫度值變化時(shí),參數(shù)值也隨之變化)。那么為什么還要去分析這樣的在現(xiàn)實(shí)中并不存在的網(wǎng)絡(luò)呢?因?yàn)檫@個(gè)是基礎(chǔ)。我們首先分析一種理想的情況,然后在把實(shí)際的非理想因素逐步考慮進(jìn)去,其實(shí)這也是一種分析問(wèn)題的思路(即由特殊到一般的邏輯)
還有一點(diǎn)是需要說(shuō)明的,就是我們的分析都是建立在“集總參數(shù)”的條件上的。就是說(shuō)我們不需要考慮實(shí)際電路的尺寸,也不需要考慮信號(hào)的波長(zhǎng),認(rèn)為在某個(gè)瞬時(shí)電路中所有的電壓、電流都是不隨“距離”變化的(當(dāng)然它們可以隨時(shí)間變化)。我們之所以要做“集總參數(shù)”的假設(shè)實(shí)際上是為了簡(jiǎn)化分析,因?yàn)殡娐肪哂屑傠娐返奶攸c(diǎn)。但是請(qǐng)大家明確“集總參數(shù)”不是絕對(duì)的,因?yàn)椤胺植紖?shù)”是客觀(guān)存在的。任何電路都具有分布參數(shù),只不過(guò)它們?cè)谀承┣闆r下是次要矛盾可以忽略而已。但是,有的時(shí)候分布參數(shù)的影響可能變?yōu)橹饕堋1确秸f(shuō)一個(gè)放大電路中的三極管,當(dāng)你用一個(gè)“截止頻率”較低的三極管的時(shí)候電路就能正常工作,當(dāng)你換了一個(gè)截止頻率很高的三極管后,電路就會(huì)激發(fā)頻率很高的自激振蕩。而你的電路中用的器件都是集總參數(shù)的,那么是什么原因形成的高頻振蕩呢?其實(shí)這種高頻自激的重要原因之一就是“分布參數(shù)”。
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 06:06:59 | 只看該作者

大家請(qǐng)看上面的這張圖
這張圖的意思是一個(gè)阻抗測(cè)量的示意圖。
我對(duì)圖中的幾個(gè)參量作一下說(shuō)明:
綠色方框內(nèi)為任意的“集總參數(shù)的線(xiàn)性非時(shí)變一端口(兩端子)網(wǎng)絡(luò)”,它有兩個(gè)外部引出端子。
u(t)和i(t)分別是端口電壓和端口電流。需要明確的是u(t)、i(t)都是同頻率正弦量(復(fù)數(shù)量)并且它們的頻率是可以變化的。
那么我們要測(cè)量的阻抗Z與電壓u(t),電流i(t)之間有什么關(guān)系呢?
Z=u(t)/i(t),這就是它們之間的關(guān)系,這個(gè)關(guān)系是符合歐姆定律的。不過(guò)在這里的“Z”是復(fù)數(shù)阻抗,簡(jiǎn)單的說(shuō)就是阻抗不僅有模(大小)而且有角;或者說(shuō)阻抗Z中含有實(shí)部(電阻分量)和虛部(電抗分量)。所謂的“電抗分量”是指“容抗或感抗”,當(dāng)電抗分量等于零時(shí),Z表現(xiàn)為純電阻R;當(dāng)電阻分量為零時(shí),Z就表現(xiàn)為純電抗XL(感抗)或Xc(容抗)。
我們固定u(t)的振幅(例如1V)改變其頻率(使頻率逐漸增大)同時(shí)測(cè)量電流i(t)。根據(jù)Z=u(t)/i(t)的關(guān)系作出的曲線(xiàn),就稱(chēng)為頻率——阻抗曲線(xiàn)。
頻率——阻抗曲線(xiàn)反映了上述網(wǎng)絡(luò)的阻抗隨頻率的變化關(guān)系。它分為兩部分:幅頻曲線(xiàn)和相頻曲線(xiàn),分別反映了阻抗的模(大小)隨信號(hào)頻率變化的關(guān)系以及阻抗的角隨信號(hào)頻率變化的關(guān)系。
阻抗的倒數(shù)即是“導(dǎo)納”。導(dǎo)納也分為電導(dǎo)和電納(容納和感納)兩部分,它也是個(gè)復(fù)數(shù)量,稱(chēng)為復(fù)導(dǎo)納。
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 06:20:04 | 只看該作者

大家請(qǐng)看上面的這個(gè)電路圖。這個(gè)電路用于測(cè)量我們以上談到的“空心電感器”的阻抗特性。
Va是等效電感網(wǎng)絡(luò)的端口電壓(以上我們已經(jīng)做過(guò)說(shuō)明);對(duì)于回路電流i(t)的測(cè)量我們采用間接方法,即:i(t)=(Vs-Va)/R1。
那么我們用Va/i(t)就得到了在某個(gè)信號(hào)頻率下的等效電感網(wǎng)絡(luò)的阻抗Z(f)。
請(qǐng)注意,R1的取值不能過(guò)小,否則將使并聯(lián)諧振電路的Q值下降過(guò)多,引起測(cè)量誤差過(guò)大。
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 06:29:52 | 只看該作者
大家看到了吧,這就是那個(gè)等效電感網(wǎng)絡(luò)(并聯(lián)諧振電路)的阻抗——頻率特性了。
上面的曲線(xiàn)是阻抗的模(大小)隨頻率f 的變化關(guān)系;下面的曲線(xiàn)是阻抗的角隨頻率f 變化的關(guān)系。
顯然|Z|(用“|Z|”表示阻抗的模)在諧振頻率處具有最大值(峰值)。
471
 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 06:31:34 | 只看該作者
下面我們說(shuō)一下“阻抗的角”與阻抗性質(zhì)的關(guān)系
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 06:38:59 | 只看該作者

如圖所示,當(dāng)信號(hào)的頻率很低時(shí),電壓與電流的相位相同(都等于0度)。這個(gè)時(shí)候,電容器的容抗很大可以等效為開(kāi)路,電感器感抗很小,可以等效為短路,因此網(wǎng)絡(luò)可以等效為200歐姆的純電阻。
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 06:48:25 | 只看該作者

如圖所示,當(dāng)信號(hào)的頻率繼續(xù)增大時(shí),電感器的感抗將隨之增大,電容器的容抗將隨之減小(但是不明顯)。這個(gè)時(shí)候阻抗Z是由電阻R(200歐姆)和感抗XL串聯(lián)構(gòu)成的。
圖中游標(biāo)所在位置的信號(hào)頻率大約為1169Hz,阻抗角約為68.7度。反映了電壓超前電流68.7度,在這個(gè)頻率點(diǎn)上Z的性質(zhì)為R與XL的串聯(lián)。
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 06:59:53 | 只看該作者

隨著信號(hào)頻率的進(jìn)一步增大,感抗XL進(jìn)一步增大,XL的值將遠(yuǎn)大于電阻值R。當(dāng)然容抗Xc也隨頻率升高而減小,但是沒(méi)有感抗明顯,因此起主要作用的是感抗XL。
圖中游標(biāo)所處的頻率大約為29KHz,阻抗角約為89度(已經(jīng)接近于純感抗時(shí)的90度),表示端口電壓超前端口電流近90度,阻抗性質(zhì)為接近純感抗。
475
 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 07:10:21 | 只看該作者
本帖最后由 wb61850 于 2009-8-19 07:53 編輯


隨著信號(hào)的頻率進(jìn)一步增大,當(dāng)感抗XL的大小等于容抗Xc的大小時(shí),二者大小相等,性質(zhì)相反,電路將發(fā)生并聯(lián)諧振。
游標(biāo)所在頻率即并聯(lián)諧振頻率,大約為85KHz。在并聯(lián)諧振頻率處,阻抗角等于零,端口電壓與端口電流同相(相位差為零),反映出網(wǎng)絡(luò)在該頻率時(shí)的阻抗性質(zhì)為純電阻(是一個(gè)很大的值,稱(chēng)為并聯(lián)諧振電阻)。
476
 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 07:13:10 | 只看該作者
我們從阻抗的幅頻特性上可以看到阻抗模的峰值,它所對(duì)應(yīng)的頻率即網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)諧振頻率
477
 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 07:19:17 | 只看該作者

這個(gè)圖的意思是說(shuō):以諧振頻率點(diǎn)為中心,在一個(gè)很窄的頻率范圍內(nèi)(大約2.3KHz)阻抗的性質(zhì)發(fā)生了變化(由感性變?yōu)榧冸娮柙谧優(yōu)槿菪裕?/td>
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 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 07:30:35 | 只看該作者

隨著信號(hào)頻率的進(jìn)一步升高(過(guò)了諧振點(diǎn)),容抗將小于感抗(或者說(shuō)感抗大于容抗),網(wǎng)絡(luò)的阻抗呈現(xiàn)出容性了。
如圖中游標(biāo)所在位置,信號(hào)的頻率約為95KHz,阻抗角約為-89度(接近于純?nèi)菘箷r(shí)的-90度)。表示此時(shí)的端口電壓滯后于端口電流近90度,網(wǎng)絡(luò)等效為容性(可以用一個(gè)電阻與電容串聯(lián)(或并聯(lián))來(lái)等效)。
479
 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 07:41:35 | 只看該作者
隨后的過(guò)程大家就不難理解了
實(shí)際上過(guò)了諧振點(diǎn)后,等效電感網(wǎng)絡(luò)(并聯(lián)諧振電路)已經(jīng)不具有電感器的性質(zhì)了,而表現(xiàn)出電容性。
所以我們說(shuō)的電感器工作時(shí)要“遠(yuǎn)離電感器的固有諧振頻率”不僅是指工作頻率不能超過(guò)它的固有頻率,而且工作頻率要遠(yuǎn)低于它的固有諧振頻率。否則電感器的阻抗性質(zhì)就不是理想的了
480
 樓主| 發(fā)表于 2009-8-19 07:43:45 | 只看該作者
水平有限,錯(cuò)誤難免,歡迎大家批評(píng)、指教,謝謝

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