来看看下面两条提到这种RC电路分析,也就是交直流输入的电路响应的稳态分析,

  • 非正弦信号的电路响应
  • 输入由直流电压和交流电压串联而成

RC电路图如下所示,各个参数文中都已经标示清楚。
3983e0baf69943a09bf9201804cca76b?from=pc.jpg
要求求下面的a和b提到的电流电压:
a. i,vr,vc

b. I, VR,VC
来看看计算过程。
a,
用叠加法来解这个题目,两个独立的电压,一个直流一个交流。
先看直流20V作用在电中的情况,当到达稳态以后,可知:
i = 0;Vr = iR = 0V, 因此Vc = 20V。
再来看交流电压e = 20 sin377t V作用在电路上的时候作用:
电容的容抗是:
73eb8034a0ce4ff5bd6dffd269b45b7c?from=pc.jpg
因此,总的回路阻抗是:
cdf5c55e5583484bbf708dc0f2f3c7e9?from=pc.jpg
欧姆定律求解:
ac45d9f042e74ea4a29de8a5e3de87d9?from=pc.jpg
因此,最大值是:
68e396028a6248a0ac6dd2c104945d41?from=pc.jpg
时域的电流表达式为:
ea9ac7a3f87d4372bb85d13ddc2a3799?from=pc.jpg
此时电阻上的电压为:
16a4dc30436d489cb3379203fa7089a1?from=pc.jpg
maxVr = 4.242/0.707 = 6V, 那么时域的vr是:
8541106c179042068e27cad38248bd75?from=pc.jpg
又可以求Vc:
02b410c491a2439a80813965641814ba?from=pc.jpg
那么Vc的最大值为:
maxVc = 5.656/0.707 = 8V
时域的vc可以求出如下:
306db3cd8374494f8c6edf8d2f8b940c?from=pc.jpg
下面求有效值公式:
5fb69d5d5f9a49398768c0d6637eef05?from=pc.jpg
根据前面算出的,可以求电流和电压的有效值:
10905c3bd9204f73b44a1fef91a3ab35?from=pc.jpg
c0851387a29444d08f2a563d0aa4a200?from=pc.jpg
25be7f252d624c4aac1ec8df72e384ca?from=pc.jpg
有了上面的有效值,可以通过功率公式计算电路中的功率,也就是电阻上消耗的功率,电路中的电容这里当作理想器件,因此是没有损耗的:
723076b378d24846b677787a87f6c18b?from=pc.jpg
延伸阅读:
下图给出了一个交流(正弦波)和直流叠加的信号。
4912710c022249ee9e3f5f7fa45f5403?from=pc.jpg
这也就是图形的叠加法,就是二者相加。前面讲的方波的时候的,加上直流分量就是相当于把波形抬高。

再来看一下,正弦信号的复数表示或者说是向量表示方法,这也是后面几篇还会用到的文章。
正弦交流电的解析式和复数之间的对应关系可以表示为:
f6b03e685cdb4b3885455d57f7bbda4f?from=pc.jpg
举个例子:
39763eb584ee45ae9417775aea4c60df?from=pc.jpg
注意观察,这里可以看出一点,在正弦函数中,系数是最大值,而在复数表示的时候,系数是有效值。

如果把上面的电压电流用向量图表示,则为下面图示。
b95716d1599b471c8fd7711ad5ceac33?from=pc.jpg
再来举个例子,用于向量计算。
3392ae5f45fb44c5bfe8d98806749e50?from=pc.jpg
解:
第一步先用向量表示一下,这两个函数。
2c53db34f5d94fdc96691bb324ef4a3a?from=pc.jpg
然后在把向量变换成代数的形式,结果为下式。
99a154fdf3bd40c78363ac1b566b156b?from=pc.jpg
两个就直接相加就可以了,计算加法时就是实部+实部,虚部+虚部。
8b56035607754d93911864eebdb12492?from=pc.jpg
最后再反变换成弦函数就可以了,最终结果如下。
41c4a3177c3544bea7588a8ac56c95aa?from=pc.jpg
该内容是小编转载自山汛札记,仅供学习交流使用,如有侵权,请联系删除。