有关RC电路相位问题
2010年07月16日 21:44 发布者：mo910
最近在看电路基础有一点疑问串联RC电路的电流的相位是不是电源、电容、电阻的相位一样，还是根本就没有相位
并联RC电路同理电压的相位是不是三者都是一样的，或者没有相位
网友评论
wb61850 2010年07月17日
以下个人观点，仅供参考。:)
首先呢大家在提问的时候最好把原理图发上来。因为问题比较专业所以过于含糊的话是不好理解的。
关于“相位”问题，我在以前的帖子中曾经谈过。其实重要的不是相位而是“相位差”。
“正弦相位（差）或者“脉冲相位（差）”这是要清楚的。一个呢是与“弧度（或角度）”有关的量，另一个是与“时间（差）”有关的量。其实这两者都是在比较信号的瞬时值的差异。
以下个人观点，仅供参考。:)
首先呢大家在提问的时候最好把原理图发上来。因为问题比较专业所以过于含糊的话是不好理解的。
关于“相位”问题，我在以前的帖子中曾经谈过。其实重要的不是相位而是“相位差”。
“正弦相位（差）或者“脉冲相位（差）”这是要清楚的。一个呢是与“弧度（或角度）”有关的量，另一个是与“时间（差）”有关的量。其实这两者都是在比较信号的瞬时值的差异。
wb61850 2010年07月17日
所以，任何信号（无论是电压或电流）都是有相位（差）的。:)
只是要明确信号是和哪一个信号相比较的相位差。:)
还要明确是怎样的信号（正弦信号或脉冲信号或其它的信号）。:)
所以，任何信号（无论是电压或电流）都是有相位（差）的。:)
只是要明确信号是和哪一个信号相比较的相位差。:)
还要明确是怎样的信号（正弦信号或脉冲信号或其它的信号）。:)
mo910 2010年07月17日
首先感谢版主的热心回答
我所说的RC串并联电路是在交流电路中
我的意思是在串联RC电路中，我们知道电源，电阻，电容，存在电压相位差，具体的是电容的电压滞后于电阻的电压90度，而电容得电流超前电压90度，我的意思是，既然RC串联电路电流处处相等，那么即使电源、电阻、电容他们三者之间存在电压相位差，但是他们的电流不存在相位差，而且电流的相位和电阻的电压同相？
那么这样的话就是说，在RC串联电路中电容的电流电压的相位差是90度，电阻的电压电流的相位差为0。而电源的电压电流相位差等电源和电阻的电压的相位差？
同理在并联RC电路中，三者之间存在电流相位差，而因为并联电路中电压处处相等，所以三者之间没有电压相位差，而是电压的相位等于并联电路中电阻电流的相位差？
回版主
这个没有什么图
我就是最近在看基本的RC串并联电路的疑问
首先感谢版主的热心回答
我所说的RC串并联电路是在交流电路中
我的意思是在串联RC电路中，我们知道电源，电阻，电容，存在电压相位差，具体的是电容的电压滞后于电阻的电压90度，而电容得电流超前电压90度，我的意思是，既然RC串联电路电流处处相等，那么即使电源、电阻、电容他们三者之间存在电压相位差，但是他们的电流不存在相位差，而且电流的相位和电阻的电压同相？
那么这样的话就是说，在RC串联电路中电容的电流电压的相位差是90度，电阻的电压电流的相位差为0。而电源的电压电流相位差等电源和电阻的电压的相位差？
同理在并联RC电路中，三者之间存在电流相位差，而因为并联电路中电压处处相等，所以三者之间没有电压相位差，而是电压的相位等于并联电路中电阻电流的相位差？
回版主
这个没有什么图
我就是最近在看基本的RC串并联电路的疑问
wb61850 2010年07月18日
呵呵，LZ的疑问还是不少的哦。:P
呵呵，LZ的疑问还是不少的哦。:P
wb61850 2010年07月18日
下面呢，我试图回答一下LZ的问题。:)
当然了，水平有限错误难免，仅供大家参考。:)
在这里呢为了说明问题用到了“Multisim Analog Devices Edition”软件。这是一个免费的软件，有兴趣的朋友可以到：
http://www.analog.com/zh/content/CU_multisim_SPICE_program_download/fca.html
下载。
请大家注意，免费的软件只能用于学习目的，不能用于商业目的哦。呵呵:P
下面呢，我试图回答一下LZ的问题。:)
当然了，水平有限错误难免，仅供大家参考。:)
在这里呢为了说明问题用到了“Multisim Analog Devices Edition”软件。这是一个免费的软件，有兴趣的朋友可以到：
http://www.analog.com/zh/content/CU_multisim_SPICE_program_download/fca.html
下载。
请大家注意，免费的软件只能用于学习目的，不能用于商业目的哦。呵呵:P
wb61850 2010年07月18日
首先呢回答“同理在并联RC电路中，三者之间存在电流相位差，而因为并联电路中电压处处相等，所以三者之间没有电压相位差，而是电压的相位等于并联电路中电阻电流的相位差？”:P
首先呢回答“同理在并联RC电路中，三者之间存在电流相位差，而因为并联电路中电压处处相等，所以三者之间没有电压相位差，而是电压的相位等于并联电路中电阻电流的相位差？”:P
wb61850 2010年07月18日
LZ在问题中涉及的电源类型为“正弦电压源”。:)
在这里我们把正弦电压源看作是理想的正弦电压源。即电压源的内阻等于零。:)
正弦量的“三要素”即振幅、频率和相位（或初始相位）这三者是要熟记的。
在这里我们设定正弦电压源的振幅为1V，频率为1KHz，相位为0度。
由于LZ提出的问题都涉及电压、电流的相位，所以电源的初始相位为0度这点是很重要的。因为我们在谈其它的电压或电流的相位时是以电源的相位作为参考的，即其它信号与电源电压之间的相位差。:)
LZ在问题中涉及的电源类型为“正弦电压源”。:)
在这里我们把正弦电压源看作是理想的正弦电压源。即电压源的内阻等于零。:)
正弦量的“三要素”即振幅、频率和相位（或初始相位）这三者是要熟记的。
在这里我们设定正弦电压源的振幅为1V，频率为1KHz，相位为0度。
由于LZ提出的问题都涉及电压、电流的相位，所以电源的初始相位为0度这点是很重要的。因为我们在谈其它的电压或电流的相位时是以电源的相位作为参考的，即其它信号与电源电压之间的相位差。:)
wb61850 2010年07月18日
OK，我们继续。呵呵:P
OK，我们继续。呵呵:P
wb61850 2010年07月18日
郭老大的地盘有一点是非常好的。啥么？:o
就是不管你盖多少层楼都是稳赚不赔的哦。:P
哈哈:D
郭老大的地盘有一点是非常好的。啥么？:o
就是不管你盖多少层楼都是稳赚不赔的哦。:P
哈哈:D
wb61850 2010年07月18日
所以大家要“积极该楼、勇于该楼”不要怕楼太高了会倒塌哦。哈哈:D
所以大家要“积极该楼、勇于该楼”不要怕楼太高了会倒塌哦。哈哈:D
wb61850 2010年07月18日
我已经赚了好几千层楼了，我决定还要继续赚下去哦。:$
我已经赚了好几千层楼了，我决定还要继续赚下去哦。:$
wb61850 2010年07月18日
OK，我们书归正传！:)
OK，我们书归正传！:)
wb61850 2010年07月18日
data/attachment/album/201007/17/40_1279406154oAP3.jpg
大家请看图。:)
这个呢就是RC并联电路的示意图。:)
在这个电路中电压源V1的参数已经标注在图中，和我们以上假设的参数一致。:)
data/attachment/album/201007/17/40_1279406154oAP3.jpg
大家请看图。:)
这个呢就是RC并联电路的示意图。:)
在这个电路中电压源V1的参数已经标注在图中，和我们以上假设的参数一致。:)
wb61850 2010年07月18日
同时呢我们假设电阻的阻值为1K欧，电容的电容量为1微法。:)
大家知道，理想电阻器的电阻值是不随信号频率的变化而变化的哦。:P
但是，理想的电容器的容抗就不一样了（虽然容抗或感抗的单位和电阻一样都是欧姆）。电容器的容抗是随着信号频率的增大而呈反比例减小的。:P
对于直流信号而言容抗为“无穷大”电容器可以视为“开路”；对于频率很高的信号来说“容抗很小”电容器可以视为“短路”。:)
还有一点也是很重要的哦，那就是“理想电容器是不消耗电源功率的”。通俗一点的讲呢就是在电路中当电路正常工作时，电容器是不会“发热”的。:P
同时呢我们假设电阻的阻值为1K欧，电容的电容量为1微法。:)
大家知道，理想电阻器的电阻值是不随信号频率的变化而变化的哦。:P
但是，理想的电容器的容抗就不一样了（虽然容抗或感抗的单位和电阻一样都是欧姆）。电容器的容抗是随着信号频率的增大而呈反比例减小的。:P
对于直流信号而言容抗为“无穷大”电容器可以视为“开路”；对于频率很高的信号来说“容抗很小”电容器可以视为“短路”。:)
还有一点也是很重要的哦，那就是“理想电容器是不消耗电源功率的”。通俗一点的讲呢就是在电路中当电路正常工作时，电容器是不会“发热”的。:P
wb61850 2010年07月18日
有两位同志我不太喜欢，昨天我得罪这哥俩了。谁么？:o
一个是“灶王爷”；一个是“马屁精”。:)
嘿嘿。;P
有两位同志我不太喜欢，昨天我得罪这哥俩了。谁么？:o
一个是“灶王爷”；一个是“马屁精”。:)
嘿嘿。;P
wb61850 2010年07月18日
OK，我们继续学习。:)
OK，我们继续学习。:)
wb61850 2010年07月18日
data/attachment/album/201007/17/40_1279407737n0Lg.jpg
大家请看上图。:)
在这个图中我们主要明确电压V这个变量。:)
由于我们假设电源是理想的正弦电压源，所以电压V即正弦电压源的输出电压。并且该电压是不随负载的变化而变化的。:)
同时大家也要看到，由于是R和C是并联的关系，所以电压V也是电容C1以及电阻R1两端的电压。:)
那么电压V是一个怎样的波形呢？请往下看。:P
data/attachment/album/201007/17/40_1279407737n0Lg.jpg
大家请看上图。:)
在这个图中我们主要明确电压V这个变量。:)
由于我们假设电源是理想的正弦电压源，所以电压V即正弦电压源的输出电压。并且该电压是不随负载的变化而变化的。:)
同时大家也要看到，由于是R和C是并联的关系，所以电压V也是电容C1以及电阻R1两端的电压。:)
那么电压V是一个怎样的波形呢？请往下看。:P
wb61850 2010年07月18日
data/attachment/album/201007/17/40_12794084324kyJ.jpg
这就是电压V的波形（由软件仿真得到）。:)
大家从这个波形中可以看出正弦量的三要素，即振幅、频率（周期的倒数）和相位（初相位）。:)
用软件仿真对于学习还是有一定的帮助的，这点请大家注意。:)
data/attachment/album/201007/17/40_12794084324kyJ.jpg
这就是电压V的波形（由软件仿真得到）。:)
大家从这个波形中可以看出正弦量的三要素，即振幅、频率（周期的倒数）和相位（初相位）。:)
用软件仿真对于学习还是有一定的帮助的，这点请大家注意。:)
wb61850 2010年07月18日
data/attachment/album/201007/17/40_1279409519GZab.jpg
这张图呢表示该电路中各电流以及它们相互之间的关系。:)
电源支路的电流用“i1”表示，电容器支路的电流用“ic”表示，电阻器支路的电流用“ir”表示。:)
那么这三者是何关系呢？:)
data/attachment/album/201007/17/40_1279409519GZab.jpg
这张图呢表示该电路中各电流以及它们相互之间的关系。:)
电源支路的电流用“i1”表示，电容器支路的电流用“ic”表示，电阻器支路的电流用“ir”表示。:)
那么这三者是何关系呢？:)
wb61850 2010年07月18日
请大家注意，上图标示的是某个瞬时电流的方向。:)
大家知道，在正弦交流电路中电流的大小和方向是随着时间不断变化的（变化的规律仍然是正弦的）。:)
所以图中电流的方向为瞬时方向。:)
请大家注意，上图标示的是某个瞬时电流的方向。:)
大家知道，在正弦交流电路中电流的大小和方向是随着时间不断变化的（变化的规律仍然是正弦的）。:)
所以图中电流的方向为瞬时方向。:)
wb61850 2010年07月18日
data/attachment/album/201007/17/40_1279411060PE9z.jpg
在电流节点处满足“基尔霍夫电流定律”。即“流入节点的电流等于流出节点的电流”，或者说“节点处的电流之和恒等于零”。:)
请大家注意，上述定律是在“瞬时状态”下得到的。是指流入节点电流和流出节点电流的瞬时值的关系。
用公式表示为：i1-ic-ir=0 或 ic+ir=i1 。
data/attachment/album/201007/17/40_1279411060PE9z.jpg
在电流节点处满足“基尔霍夫电流定律”。即“流入节点的电流等于流出节点的电流”，或者说“节点处的电流之和恒等于零”。:)
请大家注意，上述定律是在“瞬时状态”下得到的。是指流入节点电流和流出节点电流的瞬时值的关系。
用公式表示为：i1-ic-ir=0 或 ic+ir=i1 。
wb61850 2010年07月18日
OK，那么大家知道了在上述电路中各支路电流都是按照正弦规律变化的。:)
大家知道，正弦量也称为“复数量或矢量”。那么对于正弦量的幅值来说，是不是也满足瞬时值叠加的关系呢？
不是的。大家知道，瞬时值叠加的关系是一种代数关系（代数和）。而正弦量幅值叠加的关系不是代数关系，而是矢量叠加（矢量和）。:)
如在上述节点中，i1、ic 以及ir三者的幅值关系为：
i1m=sqrt(icm^2+irm^2) :)
在这个公式中，i1m代表电源支路正弦电流的幅值。同理icm和irm各代表电容支路电流的幅值和电阻支路电流的幅值。sqrt代表平方根，^2代表平方。:)
OK，那么大家知道了在上述电路中各支路电流都是按照正弦规律变化的。:)
大家知道，正弦量也称为“复数量或矢量”。那么对于正弦量的幅值来说，是不是也满足瞬时值叠加的关系呢？
不是的。大家知道，瞬时值叠加的关系是一种代数关系（代数和）。而正弦量幅值叠加的关系不是代数关系，而是矢量叠加（矢量和）。:)
如在上述节点中，i1、ic 以及ir三者的幅值关系为：
i1m=sqrt(icm^2+irm^2) :)
在这个公式中，i1m代表电源支路正弦电流的幅值。同理icm和irm各代表电容支路电流的幅值和电阻支路电流的幅值。sqrt代表平方根，^2代表平方。:)
wb61850 2010年07月18日
data/attachment/album/201007/18/40_12794132335M6T.jpg
这张图表示出了各支流电流的瞬时值以及幅值。:)
data/attachment/album/201007/18/40_12794132335M6T.jpg
这张图表示出了各支流电流的瞬时值以及幅值。:)
wb61850 2010年07月18日
OK，那么我们看看电压V（V1）和各支流电流又是怎样的关系吧。:P
OK，那么我们看看电压V（V1）和各支流电流又是怎样的关系吧。:P
wb61850 2010年07月18日
data/attachment/album/201007/18/40_1279413887FndX.jpg
请看电路图。:P
各支路电流的相位就是各支流电流与电源电压V1之间的相位差。:)
在这里电源电压的初始相位即初相位是已知的，它等于零。:)
data/attachment/album/201007/18/40_1279413887FndX.jpg
请看电路图。:P
各支路电流的相位就是各支流电流与电源电压V1之间的相位差。:)
在这里电源电压的初始相位即初相位是已知的，它等于零。:)
wb61850 2010年07月18日
data/attachment/album/201007/18/40_1279415120X94D.jpg
呵呵，这就是电源电压V1（参考相位）以及各支流电流的波形和它们之间的相位关系了。:P
说明一下，该图中V1的幅度并不是实际的幅度，而是按比例缩小的。这样作的目的是为了比较V1与各支流电流的相位差（否则难以比较。因为V1的幅度为1V，而各支流电流的幅度为mA级）。
data/attachment/album/201007/18/40_1279415120X94D.jpg
呵呵，这就是电源电压V1（参考相位）以及各支流电流的波形和它们之间的相位关系了。:P
说明一下，该图中V1的幅度并不是实际的幅度，而是按比例缩小的。这样作的目的是为了比较V1与各支流电流的相位差（否则难以比较。因为V1的幅度为1V，而各支流电流的幅度为mA级）。
wb61850 2010年07月18日
大家能从上面的图中看出各支流电流与电源电压之间的相位（差）吗？:P
大家能从上面的图中看出各支流电流与电源电压之间的相位（差）吗？:P
wb61850 2010年07月18日
呵呵，大体上能看出来就OK了。:P
呵呵，大体上能看出来就OK了。:P
wb61850 2010年07月18日
至少可以看出来V1和ir是同相的吧（电源电压与电阻电流之间的相位差等于零）。:)
至少可以看出来V1和ir是同相的吧（电源电压与电阻电流之间的相位差等于零）。:)
wb61850 2010年07月18日
以上我们对理想电压源作用下的简单RC并联电路的相位问题作了一下个别分析。:)
希望所作分析能对LZ和大家有所帮助。:)
水平有限，错误难免，还请大家批评指教。:)
LZ也可以自行分析一下“在理想正弦电压源作用下的简单RC串联电路的相位关系”。:P
只要思路明晰方法得当，有的问题是完全可以自己解决的哦。呵呵:P
以上我们对理想电压源作用下的简单RC并联电路的相位问题作了一下个别分析。:)
希望所作分析能对LZ和大家有所帮助。:)
水平有限，错误难免，还请大家批评指教。:)
LZ也可以自行分析一下“在理想正弦电压源作用下的简单RC串联电路的相位关系”。:P
只要思路明晰方法得当，有的问题是完全可以自己解决的哦。呵呵:P
wb61850 2010年07月18日
今天就到这里，祝大家愉快。再见:handshake
今天就到这里，祝大家愉快。再见:handshake
忽悠八你 2010年07月18日
“灶王爷”可不是好得罪的哦，傻孩子。{:4_89:}
“灶王爷”可不是好得罪的哦，傻孩子。{:4_89:}
xiaoxiao 2010年07月18日
脚踩“忽悠”拳打“八你”哈哈。
脚踩“忽悠”拳打“八你”哈哈。
安心草的叶 2010年07月21日
呵呵学习了~
呵呵学习了~
首先鼓励一下咯，呵呵。:D
能够勇于提问就值得表扬，呵呵。:D
不过LZ的问题有些含糊和笼统哦。呵呵:P