1.2.4 RC电路
RC电路是一种由电阻器和电容器按照一定的方式连接并与交流电源组合而成的一种功能单元电路。
根据不同的应用场合和功能,RC电路通常有两种结构形式:一种是RC串联电路,另一种是RC并联电路,如图1-8所示。
图1-7 混联电路的实物连接及电路原理图
图1-8 RC电路的结构形式
1.RC串联电路
电阻器和电容器串联后的组合称为RC串联电路,该电路多与交流电源连接,如图1-9所示。
图1-9 RC串联电路结构
在RC串联电路中的电流引起了电容器和电阻器上的电压降,这些电压降与电路中电流及各自的电阻值或容抗值成比例。电阻器电压UR和电容器电压UC用欧姆定律表示为(XC为容抗):UR=IR,UC=IXC。
特别提示
在纯电容电路中,电压和电流相互之间的相位差为90°。在纯电阻电路中,电压和电流的相位相同。在同时包含电阻器和电容器的电路中,外施电压和电流之间的相位差在0°~90°之间(电流超前)。
当RC串联电路连接于一个交流源时,外施电压和电流的相位差在0°~90°之间。相位差的大小取决于电阻和电容的比例。相位差均用角度表示。
2.RC并联电路
电阻器和电容器并联于交流电源的组合称为RC并联电路。如图1-10所示,电阻器和纯(理想)电容器并联于交流电压源。
图1-10 RC并联电路
与所有并联电路相似,在RC并联电路中,外施电压U直接加在各个支路上。因此各支路的电压相等,都等于外施电压,并且三者之间的相位相同。因为整个电路的电压相同,当知道任何一个电路电压时,就会知道所有电压值,U=UR=UC。
要点说明
RC元件除构成简单的串并联电路外,还有一种常见的电路为RC正弦波振荡电路。该电路是利用电阻器和电容器的充放电特性构成的。RC的值选定后,它们的充放电的时间(周期)就固定为一个常数,也就是说它有一个固定的谐振频率。一般用来产生频率在200kHz以下的低频正弦信号。常见的RC正弦波振荡电路有桥式、移相式和双T式等几种,如图1-11所示。由于RC桥式正弦波振荡电路具有结构简单、易于调节等优点,所以其应用较为广泛。