关于交流电路的谐振等问题

  1. 分布电容
    电容从广义上来讲, 任何两个导体之间都可以看作是电容. 只不过中间的介电介质各不相同. 如人体和大地之间都可以看作是一个电容: 人体是导体, 大地更是导体, 之间的空气, 鞋子可以看作是介电介质. 任何两根靠近的导线, 如 电源线里的两根电线, 电阻的两个引脚 等等 都是电容.
    但是这些电容, 跟我们生产的有明确作用用途的电容, C1, C2, C3...等是不同的, 它是 "寄生"在导线之间的, 所以这些电容, 在电工技术中, 叫做寄生电容, 杂散电容, 分布电容. 同理的, 也有 寄生电感, 分布电感, 如变压器里的 线圈和线圈之间的绝缘的匝数 之间就会形成寄生电感. 这些都叫 "寄生参数".
    一般寄生参数对低频的电信号的阻碍, 影响作用比较小, 可以忽略不计. 但是对高频信号就不能忽略了, 因为对于高频信号, 它们产生的寄生参数就比较大, 而且对于大规模集成电路, 由于印刷线比较多,而且密集, 相互间靠的很近,所以主要影响芯片朝更大规模集成的\影响芯片性能和稳定的就是这些寄生电容和寄生电感..

  2. 在一切电子电路中, 不管是多么复杂的, 集成度多高, 都是由四种原件组成的, 即电阻, 电感, 电容, pn结(包括二极管,三极管,场管等)...

  3. 交流电的有效值和平均值?
    交流电是瞬时值, 其平均值跟一切变化信号的平均值的概念是一样的.都是 按照 "微分和积分"的方法来计算的. 设信号di=f(t)dt. 则在0~t时间内的平均值就是: avg(i) = ∫0,tf(t)dt/t 由于正弦交流电的正负半周期的方向相反, 所以曲线与时间轴之间的代数面积和为0, 因此在一个周期内, 交流电 电流 的平均值为0. 所以通常都是以半个周期内交流电电流的平均值来说的, 为0.637倍交流电电流的峰值. 从另一个角度来理解交流电的平均值也是可以的: 所谓平均值是指在一段时间t内, 通过导线横截面的电量的总和: i=dQ/dt. 一个周期内, dQ=0...

  4. 交流电的有效值, 是以交流电的热效应来说的. 由于交流电是随时都在发生改变的, 你要考虑交流电的大小和作用, 到底是依据哪个时刻的大小为依据呢? 没办法? 所以, 就以一段时间内, 交流电和直流电做同样效果的热效应来比对, 即使用交流电的 有效值来 考察交流电.(交流电的有效值是最大值的0.707倍最大值).

  5. 交流电研究时, 是考虑瞬时值,还是 有效值?
    通常来说, 如果要研究, 推理, 论证, 推导时, 通常采用瞬时值. 但是, 如果要在使用中, 进行计算, 选择元件的时候, 通常采用有效值.

  6. 交流电的欧姆定律
    交流电, 不管是瞬时值还是有效值,都是 满足 欧姆定律的, 所不同的是, 其中的 电阻就不能使用 纯电阻了, 要使用 电抗 Z . 而且计算的时候, 要使用 电抗的绝对值 |Z|.

  7. 在研究交流电的时候, 要从思想方法上, 做一个转变, 即不能再以纯代数, 的方法来看待交流电, 要用 矢量, 向量的思想方法来看待 思考交流电, 即电路中的 电抗 要分成 纯阻性的电阻R, 电容的容抗Xc, 电感的感抗 Xl. 通常以电压的有效值的方向为 电阻, 电流的参考方向, 于是整个电路的阻抗就是: |Z| =根号下(R2+ (Xc-Xl)2) 同样的电流也是这样的 符合 勾股定律的计算值. 这里都是针对正弦交流电而言的.

交流电的欧姆定律中, 可以使用峰值和有效值, 但通常使用 有效值来进行计算.

在写markdown的时候, 为什么不考虑数字编号的顺序?

其实,这个是有科学依据的, 因为,在实际输入中, 有时候会在项目符号的中间, 临时要再插入一些编号, 或者需要改变一些编号, 而且这种情况还是比较多见的 所以, md为了方便用户的需要, 而不必强行要求编号的数字必须是紧挨着的. 不像word那样的... 所以, 今后在输入 列表的时候, 统一的将列表序号都写成 1. 就好了.

什么叫市制和公制
市制就是市场上使用的,是老百姓使用的, 如市斤, 市尺.
公制, 就是国际通常使用的, 如: 公斤, 公尺. 所以 1公尺 = 1 米 = 3 市尺 = 3尺.

电容的大小:
电容的单位用 法:（即F，　就是Farad，　法拉第）．　他是一个很大的单位, 一个球体的电容要达到 1F , 需要这个球体的半径 9*10e9米.

指数: ex'ponent 美 [ɪk'spoʊnənt] -> exponential -> exponentially (increase exponentially) -> 所以简写为 exp, e, 等等.注意这个仅仅只是表示指数, 具体的底数是多少, 如是10, 还是2,等等要你自己写出来如, 8*2e3...

chevron: 雪佛龙, 美国标准石油... 全球五百强企业第五位.在阿拉伯的分公司叫阿拉伯美国石油公司, 简称阿美公司.后来因为反托拉斯法案被分裂成几个公司, 其中主体就叫chevron石油公司. 现在在中国的是和德州的加德士一起的生产的金福利机油.
欧美的资本主义推行的是自由资本主义, 国家是反对垄断资本主义的, 包括cartel, 辛迪加, 托拉斯等形式的垄断公司. 托拉斯叫trust即资本信托. antitrust law反托拉斯法案就是为了避免垄断带来的抬高价格, 垄断市场和原料, 谋取暴利...

chevron: 还有一个意思是: 燕尾, 燕尾形状. 即各种方向的 > 符号, ^等. 在bootstrap中的图标glyghicon-chevron-right/left/up/down就是各种燕尾形状...

chevrolet: sevr2'le

在电路中为什么多采用调节电容的方式来调节电路?

因为电容的调节相对来说, 更容易调节, 更容易实现. 电容可以将多片极板用 铜螺钉连接起来, 形成 "定片", 然后用螺钉将多个极片连接起来形成 "动片", 于是, 通过调节动片, 来调节电容极片间的相对面积, 从而实现电容的调节.

电容调节的目的, 通常,(绝大多数)都是 跟 电感L相"串联""并联", 以便形成调谐回路, 起振, 从而实现电路的(选频.震荡)等目的.

电容有插件式(也叫插脚式), 还有贴片式电容元件, 贴片式元件也叫smt, smd(surface mounted device). mount: 安装, 嵌入, 镶嵌的意思, 做名词,是"底座"的意思. 不管是电视机,还是电脑主板上的焊接, 都不是人工焊接的, 都是机器自动焊接的.
电路板焊接的方式有两种, 一种是波峰焊, 一种是回流焊.
波峰焊是针对插件式(插脚式)电路板, 开始时机器人插好插脚孔, 没有焊锡, 然后在熔融的 液态的 焊锡液 里, 浸泡, 冷却, ...形成焊点.
回流焊主要是用来焊接贴片式元件的. 区别是: 在印刷电路板上, 事先就刷上焊锡和焊锡膏, 然后放上贴片元件, 再用高温热风或红外线 加热, 使焊锡膏融化,留下焊锡将元件固定在电路板上.

电容的生产工艺?

可调电容(还有半可调电容器, 就是没有手柄, 只有一个沉头螺钉, 需要用改刀来调节, 主要用于不经常需要进行调整的地方) , 介电介质包括:陶瓷，　云母，　纸质，　空气还有薄膜．．．一般都是薄膜电容器. 使用的是, 将金属片(如铝片等)和薄膜 卷绕而成. 也有的是, 将金属膜蒸镀咋薄膜上, 形成: metalized film. 一般薄膜有: 聚酯膜如聚乙脂, 聚碳酸酯薄膜, 聚丙烯和聚苯乙烯薄膜. 一般薄膜是很薄的, 厚度通常是 在 2~ 16 um微米, 可调电容器的电容值调节范围大约是3倍, 如2-7微法, 3-9微法, 5-15微法.

而且金属化薄膜还专门有厂家在供应...
好的电容器, 要求有 较小的 漏电电阻...即通交流直流时, 应该有较小的直接电流流过..

电解电容的特点是, 电容值比较大, 但是极性不能接反了,接反了极性可能会发生爆炸.

电容器的极板上带的电荷，　通常是：　跟电源的正极相连的极板，　带的是正电荷．跟负极相连的极板带的是　负电荷．　原理是：　　电源的正极　会吸引　相连的极板上的电子（看看电流的方向就知道了），　从而使其带上正电荷，　而电源的负极会排斥（推斥）电子，　到相连的极板上，　从而使其带上负电荷．．．

生产工艺流程是:

  1. 分切, 设备是分切机, 将半成品膜分切为成品膜, 或使用金属化膜;
  2. 卷绕, 设备是卷绕机, 卷绕成芯子, 是最重要的部分; 两个金属片不是一样长的, 里面的要长一点, 便于露出一部分连接引脚.
  3. 喷金, 喷金机, 在芯子的两个端面上喷上金属层, 便于焊接. 一般采用 锌丝, 锌铝合金丝
  4. 赋能, 赋能机, 对芯子进行冲放电检测, 看其容量是否满足要求
  5. 焊接装配, (自动焊接机), 在前面喷金的 金属层上, 焊上引线, 然后进行串联或并联多个芯子(组合成芯组), 初步组装;
  6. 浸渍, (设备是 浸渍机). 在高温和真空状态下,使用绝缘油进行浸渍, 以 除去芯子和芯组中的空气和水分
  7. 其他常规程序, 最后是包装检测成品....

为什么不用普通导线来传输 高频信号?

因为对于高频信号来说, 普通导线会产生比较大的分布电容, 寄生电容,会对 信号产生较大的改变和失真, 即经过传输后, 信号的相位phase可能就不再是原来的样子了, 在后续的电路中再使用原来 的表达式进行计算的话, 就会产生错误.
通常使用同轴电缆来传输高频信号.其外周的电介质既是传输介质的一部分, 同时又可以屏蔽内部的电磁能量向外发散损失, 又可以屏蔽外部电磁的干扰.

交流电路的欧姆定律

功率分成:

  1. 视在功率: P=UI, 是表示电源的容量和承载能力.
  2. 有功功率, 是指U跟I在同向方向上的分量的乘积, 因为U和I　对交流电而言通常不是同向的，　中间的夹角为Φ, I在U方向上的分量是cosΦ, 这部分电功是 纯阻性的, 是消耗的有功功率, 所以, P(有功)= UIcosΦ. 有功功率的单位是W, 瓦.
  3. 无功功率, 是对于电感L,和 电容C, 在电路中是存储 磁能和电场能, 它们实际上并没有消耗电能, 只是和电源之间在转换能量, 所以这部分能量是不会被 实际消耗的, 就叫无功功率. 单位是var , 乏 . 大小就是 P(无功)=UISinΦ.
  4. 视在功率: P=P(向量) + P(无功向量), 两者之间是相互垂直的.
  5. 所以这个Φ角 的cos值, 就叫做 功率因数. λ=cosΦ=P(有功)/S

提高功率因数 , 有助于提高电源电网的能量利用率 , 同时减小电线上 电能的损失!....

电感L对电路的阻碍作用, 叫感抗: Xl=ωL=2∏fL , 因此对低频信号感抗很小, 对高频信号的阻碍作用很大, 所以 电感的作用是 通直流阻交流, 对于电容: 容抗 Xc=1/(ωC) =1/(2∏fC), 它的作用就是 阻低频通高频.

电路的感性还是容性?

要看U和I的相位的前后, 当U超前I时, 电路成感性, 当U落后I时, 电路成容性.
也就是 要看Xl和Xc的大小,
当Xl > Xc的时候, X>0, 此时U是超前I的, 电路成感性.
当Xl < Xc的时候, X<0,此时U落后I, 电路成容性.
当Xl = Xc的时候, X=0, 此时U和I同相, 电路成阻性.

无功功率, 并不是无用, 而是交换的意思, 意思就是, 只是"消耗", 只是相对于 有功功率而言的.

计算交流电的相关特性问题时, 步骤是: 先计算出容抗和感抗Xc, Xl, 然后用勾股定律, 计算出电抗Z, 然后用欧姆定律计算出 电流的有效值I=U/|Z|, 然后计算出 U和I的夹角: Φ = arctg((Xc-Xl)/R), 最后得到结果:　视在功率，　有功功率＝UIｃｏｓΦ，　功率因素cosΦ 等等.

串联谐振和并联谐振?

在交流电电路中, 电阻 等效于, 一个纯性电阻, 电容 , 电感的串联.
对于RLC的串联电路中, 如果是 低频电路, R和L的阻碍作用比较小, 而C的阻碍作用较大, 整个电路中的电流比较小;
对于高频信号, C的阻碍作用较小, 但是RL的阻碍作用就大.整个电路中的电流 也比较小;

所以, 当信号频率从小到大变化时, 电流-频率的变化曲线是一个 尖峰 尖坡形曲线, 两边小, 中间大, 因此 总会有一个频率, 使整个电路的电流最大. 这个电流就是 串联电路的谐振电流I0, 对应当频率就是 谐振频率 f0. 这时的起振就是谐振条件, 谐振时电流最大, 主要使用于 信号内阻较小的情形, 主要用作 选频电路, 取用的物理量是 : 电流.

信号: 实际生活工作中, 信号总是以一定宽度, 一定范围内的频率存在的, 在这个频率范围内的信号都是 有用的, 都是 电路中需要的信号频率. 比如, 人的声音, 唱歌的声音, 音乐声, 震动的频率, 温度, 压强变化的范围等, 都是一个范围, 工作中的物理量, 绝不是一个单一的 数值, 总是一定频率范围的信号, 所以信号总是以 宽度存在的, 信号的频率宽度叫做 频宽.

通频带, 也叫带宽, 意思是, 某个电路, 对某个频率范围的信号, 都有较大的谐振电流, 电路的谐振能力越强, 选频作用越强, 选出的频率就越好, 但是如果选频的范围过于狭窄, 信号中 原来有的 有些有用的信号就会被 过滤, 引起信号的失真, 比如音乐的选频, 如果通频带过于狭窄, 那么原来音乐的 高音部分, 或者低音部分就会被截止, 从而引起声音的失真. 因此, 要求对电路的设计, 既要有较好的选频作用, 又要有适当的带宽. 规定:当信号的振幅不小于最大振幅的　0.707 Imax时的频率范围, 就叫通频带, 简称带宽.

同理, 对于LC并联谐振, 起振时, 电流最小, 电路成阻性, 适用于 内阻较大的 信号, 取用的是, 电路两端的 电压(因为此时电压最大)....

posted @ 2017-01-09 13:59  noitanym  阅读(824)  评论(0)  编辑  收藏  举报