电工文库|交流电路的频率特性

水电之家讯：在交流电路中，电容元件的容抗和电感元件的感抗，都与频率有关,在电源频率一定时，它们有一确定值。但当电源电压或电流（激励）的频率改变（即使它们的幅值不变）时，容抗和感抗随着改变，而使电路中各部分所产生的电流和电压（响应）的大小和相位也随着改变。响应与频率的关系称为电路的频率特性或频率响应。

电压和电流都是时间常数，在时间领域内对电路进行分析，所以常称为时域分析。在频率领域内对电路进行分析，就称为频域分析。

所谓滤波就是利用容抗或感抗随频率改变而改变的特性，对不同频率输入信号产生不同的响应，让需要的某一频带的信号顺利通过，而抑制不需要的其他频率的信号。

滤波电路通常可分为低通，高通和带通等多种。除了RC电路外其他电路也可以组成滤波电路。

电路输出电压与输入电压的比值称为电路的传递函数或转移函数，用T（j）表示，它是一个复数。

1.低通滤波器

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表示随变化的特性称为幅频特性，表示随变化的特性称为相频特性，两者通称为频率特性。
通常规定：当输出电压下降到输入电压的70.7％，即下降到0.707时为最低限。此时，而将频率范围称为通频带，称为截止频率，它又称为半功率点频率或3dB频率。

2.高通滤波器

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电路的传递函数为



3.带通滤波器

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电路的传递函数为

在具有电感和电容元件的电路中，电路两端的电压与其中的电流一般是不同相的。如果我们调节电路的参数和电源的频率而使它们同相，这时电路中就发生谐振现象。

由发生串联谐振的条件得出谐振频率

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串联谐振具有以下特征：

(1)电路的阻抗模最小。因此在电源电压U不变的情况下电路中的电流将在谐振时达到最大值，即在图3.10.7中分别画出阻抗模和电流等随频率变化的曲线。

(2)由于电源电压与电路中电流同相，因此电路对电源呈现电阻性。电源供给电路的能量全部北电阻所消耗，电源与电路之间不发生能量的互换。能量的互换只发生在电感线圈和电容器之间。

(3)由于感抗与容抗相等，于是电感与电容上的电压幅值相等，相位相反，互相抵消，对整个电路不起作用，因此电源电压与电阻上的电压相等。

或者与电源电压的比值通常用Q来表示

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Q称为电路的品质因数或简称为Q值。

并联谐振具有以下特征：

（1）谐振时电路的阻抗模为其值最大。

（2）由于电源电压与电路中的电流同相，因此，电路对电源呈现电阻性，谐振时电路的阻抗模相当于一个电阻。

在谐振时并联支路的电流近于相等，而且比总电流大许多倍，因此，并联谐振也称为电流谐振。

或与总电流的比值为电路的品质因数

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即在谐振时，支路电流或时总电流的Q倍，也就是谐振时电路的阻抗模为支路阻抗模的Q倍。

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