1.2 电路的连接关系
1.2.1 电路的串联方式
点亮;图当1-断11开为开串关联时电,路电的流实被物切连断接,及照电明路灯原熄理灭图。。当闭合开关时,电流流通,照明灯
图1-11 串联电路的实物连接及电路原理图
多说两句!
在串联电路中,流过各个负载的电流都相同,各个负载将分享电源电压,如图1-12所示。
图1-12 串联电路的电压分配
1 电阻器串联电路
如图1-13所示,电阻器串联电路是将两个以上的电阻器依次首尾相接,组成无分支电路。
图1-13 电阻器串联电路
图1-14为电阻器串联电路的实际应用。
图1-14 电阻器串联电路的实际应用
多说两句!
图1-14中,当开关设在30Ω电阻器左侧的输出端时,相当于将一个30Ω的电阻器串接在三端稳压器的调整端,其他7个电阻器被短路,三端稳压器输出端输出1.5V的电压;当开关设在30Ω电阻器左侧第一个180Ω电阻器左侧的输出端时,相当于将一个30Ω和一个180Ω的电阻器串联后接在三端稳压器的调整端,其他6个电阻器被短路,三端稳压器输出端输出3V的电压。依次类推,当开关设在不同的输出端时,可控制三端稳压器LM350T的输出端输出1.5V、3V、5V、6V、9V、12V的电压。
2 电容器串联电路
划重点
电容器串联电路是将两个以上的电容器依次首、尾相接所组成的无分支电路。
图1-15为电容器串联电路的实际应用。
图1-15 电容器串联电路的实际应用
3 RC串联电路
电阻器和电容器串联后组成的电路被称为RC串联电路,多与交流电源连接,如图1-16所示。
图1-16 RC串联电路
4 LC串联谐振电路
LC串联谐振电路是将电感器和电容器串联后形成的具有谐振状态(关系曲线具有相同的谐振点)的电路,如图1-17所示。
图1-17 LC串联谐振电路及电流与频率的关系曲线
图1-18为不同频率信号通过LC串联谐振电路的效果。
图1-18 不同频率信号通过LC串联谐振电路的效果
多说两句!
当输入信号经过LC串联谐振电路时,根据电感器和电容器的特性,输入信号的频率越高,电感器的感抗越大,电容器的容抗越小;感抗大,输入信号通过电感器后的衰减很大;当输入信号的频率等于LC的谐振频率时,LC串联谐振电路的阻抗最小,输入信号容易通过。由此可以看出,LC串联谐振电路可起到选频作用。
RLC电路是由电阻器、电感器和电容器构成的电路单元,如图1-19所示。由前文可知,在LC电路中,电感器和电容器都有一定的阻值,如果阻值相对于电感器的感抗或电容器的容抗很小,往往会被忽略;而在某些高频电路中,电感器和电容器的阻值相对较大,就不能忽略,原来的LC电路就变成了RLC电路。
图1-19 RLC电路
1.2.2 电路的并联方式
两个或两个以上负载的两端都与电源两端相连,称这种连接状态为并联。图1-20为并联电路的实物连接及电路原理图。
图1-20 并联电路的实物连接及电路原理图
多说两句!
在并联电路中,每盏照明灯的工作电压都等于电源电压,在不同支路中会有不同的电流,当支路的某一点出现问题时,该支路将变成断路状态,照明灯会熄灭,但其他支路依然正常工作,不受影响。
图1-21为由两盏照明灯构成的并联电路。每盏照明灯的电压都相同,流过照明灯的电流因阻值不同而不同,电流与阻值成反比,即照明灯的阻值越大,电流越小。
图1-21 由两盏照明灯构成的并联电路
1 电阻器并联电路
将两个或两个以上的电阻器按首首和尾尾方式连接起来,并接在电路的两点之间,称为电阻器并联。图1-22为电阻器并联电路模型。
图1-22 电阻器并联电路模型
多说两句!
在电阻器并联电路中,各并联电阻器两端的电压都相等,电路中的总电流等于各分支电流之和,电路总电阻的倒数等于各并联电阻器电阻的倒数和。
图1-23为电阻器并联电路的应用。
划重点
电阻器R1、R2并联后,给不同颜色的指示灯分配不同的电源。
6V电源经开关S1,再经电阻器并联电路为不同颜色指示灯供电:红色指示灯与R1串联,当接通开关S2时,红色指示灯发光;绿色指示灯和黄色指示灯与电阻器R2串联,当接通开关S3时,绿色和黄色指示灯发光。
图1-23 电阻器并联电路的应用
2 RC并联电路
电阻器和电容器并联在交流电源两端可组成RC并联电路,如图1-24所示。
图1-24 RC并联电路
多说两句!
在图1-24的RC并联电路中,电压U直接加在各个支路上,各支路的电压相等,都等于电源电压,即U=UR=UC。
图1-25为由RC并联电路构成的滤波电路。电阻器R1、R2和电容器C1、C2组成两级基本的RC并联电路。交流220V电压经降压变压器降压后输出8V交流低压,经桥式整流电路整流后输出约为11V的脉动直流电压,该电压经两级RC并联电路滤波后,输出较稳定的6V直流电压。
图1-25 由RC并联电路构成的滤波电路
3 LC并联谐振电路
LC并联谐振电路是将电感器和电容器并联后形成的具有谐振状态(关系曲线具有相同的谐振点)的电路。图1-26为LC并联谐振电路及电流与频率的关系曲线。
图1-26 LC并联谐振电路及电流与频率的关系曲线
多说两句!
在LC并联谐振电路中,如果电感器中的电流与电容器中的电流相等,则电路达到并联谐振状态,除了LC并联部分外,其他部分的阻抗变化几乎对能量消耗没有影响。
图1-27为不同频率信号通过LC并联谐振电路的效果。
图1-27 不同频率信号通过LC并联谐振电路的效果
多说两句!
图1-27中,当输入信号经过LC并联谐振电路时,根据电感器和电容器的阻抗特性,较高频率的输入信号容易通过电容器输出,较低频率的输入信号容易通过电感器输出。由于LC并联谐振电路在谐振频率f0处的阻抗最大,因此该频率的输入信号在通过LC并联谐振电路后衰减很大,输出幅度很小。
图1-28为LC滤波电路。
图1-28 LC滤波电路
π形滤波电路具有很强的平滑滤波效果,特别是滤除高频噪波。交流220V电压经变压器和桥式整流电路后,输出脉动直流电压中的直流成分可以通过L,交流成分绝大部分不能通过L,被C1、C2旁路到地,输出电压为较纯净的直流电压。
多说两句!
LC滤波电路又称LC滤波器,主要分为带通滤波器和带阻滤波器两种。
带通滤波器允许两个限制频率之间的所有频率信号通过,高于上限或低于下限频率的信号将被阻止。带阻滤波器(陷波器)可阻止特定频率带的信号传输到负载,滤除特定限制频率间的所有频率信号,高于上限或低于下限频率的信号将自由通过。
1.2.3 电路的混联方式
划重点
图1-29中,EL1和EL2构成串联,EL3和EL4构成串联,EL1、EL2组合与EL3、EL4组合构成并联,EL5与两组串联的照明灯形成串联。
当开关S1闭合时,控制开关S3可实现对照明灯EL1和EL2点亮或熄灭的控制,EL1和EL2的状态不会影响EL3和EL4的状态。同理,EL3和EL4点亮或熄灭受开关S2的控制。开关S1对电路进行总控制。一旦开关S1断开,电路中所有照明灯均不会点亮。当开关S1闭合时,只要开关S2或S3有一个闭合,EL5便处于点亮状态。
多个负载的串联和并联被称为混联,如图1-29所示。电流、电压及电阻之间的关系仍遵守欧姆定律。
图1-29 电路的混联方式