58、交流并联电路与应用解析

交流并联电路与应用解析

1. 并联R - L网络的频率特性

在并联R - L网络中，电流$I_L$的相位角随频率变化。当频率$f = 0Hz$时，$I_L$与总电流$I$的相位角差为$0°$。随着频率增加，$I_L$与$I$的相位角差逐渐趋近于$90°$。
- 低频情况（$f = 1kHz$） ：此时$R > X_L$，$I_L$的大小和相位角与$I$非常接近。由于线圈上的电压必须领先通过线圈的电流$90°$，所以电压$V_s$的方向如图所示。而电阻上的电压与通过电阻的电流同相，因此电流$I_R$的方向也可确定，且$I_R$的大小相对较小。
- 高频情况（$f = 40kHz$） ：此时$X_L > R$，$I_R$和$I$在大小和相位上接近，$I_L$的大小下降到很低的水平，其相位角趋近于$-90°$，网络此时更具“电阻性”，而在低频时网络更具“电感性”。

2. 并联交流网络的总结

对于具有电抗元件的并联交流网络，有以下重要结论：
|序号|结论|
|----|----|
|1|总导纳（阻抗）与频率有关。|
|2|任何一个元件的阻抗可以小于总阻抗。|
|3|在导纳图中，电感和电容的电纳是直接相反的。|
|4|根据施加的频率，同一网络可以是电感性为主或电容性为主。|
|5|在较低频率下，电感元件通常对总阻抗影响最大；在较高频率下，电容元件通常影响最大。|
|6|任何一个分支的电流大小可以大于电源电流。|
|7|元件中的电流大小与它的阻抗大小直接相关，元件阻抗越小，通过它的电流越大。|