的电阻器和电感器最基本的线性元素之间是否存在线性关系电压和当前的)和被动(消耗能源)元素。当电阻和电感跨电压电源连接时,这样得到的电路称为电路RL电路.
RL电路的类型
串联RL电路的传递函数
一个传递函数用于分析RL电路.它被定义为LAPPAlt域中系统的输出与系统输入的比率。
考虑一个RL电路,其中电阻和电感是串联在一起的。
让V在是输入电源电压,
Vl为电感两端的电压L,
VR是电阻之间的电压,
I是流过电路的电流。
现在用于查找传递函数应用电压或潜在分频器规则。的分压器规则是用来确定电路中任意元件输出电压的最简单的规则。
它指出,电阻之间的分压与它们各自成正比电阻.
采用分压器规则,求得电感间电压Vl是:
电阻器V两端的电压R是:
转移功能,hl对于电感器为:
同样的,传递函数HR对于电阻,
当前的
由于电路是串联的,所以电阻和电感中的电流是相同的,由:
RL电路中的时间常数
an的时间常数RL电路定义为电流达到其在初始上升速率中保持的最大值所花费的时间。
串联RL电路的时间常数等于电感值与电阻值之比:
在那里,
T =以秒为单位的时间常数,
L = Henry中的电感器,
R =电阻欧姆。
在RL电路中,由于电感的存在,电路中的电流不会以稳定的速率建立起来,因为电感有一个特性来反对通过它的电流的变化。所以电流的增长速度最初是很快的,但是当它接近最大值时就会减慢。在每个时间常数期间,电流累积其剩余距离的63.2%。如图所示,在RL电路中建立电流需要5倍常数。
RL电路作为滤波器
低通RL滤波器
考虑RL电路提供一个可变频率的电压源,电路输出电压通过电阻R1.电阻器R.1与频率无关,但电感抗抵抗与频率成比例(如xl= 2πfL)。在低频率或零频率(如直流)时,电感电抗Xl与电阻相比非常小,因为当频率较低时,感抗也较低,所以,它起到了短路的作用。因为没有电压降通过电感器,输出电压在幅值和相位上几乎与输入电压相同,起到低通滤波器的作用。当频率增加时,感抗Xl也增加,这导致在电感上的电压降的幅度增加,从而降低输出电压通过电阻。电感电抗的增加会造成输入电压和输出电压之间的相移。
高通RL滤波器
考虑一个RL电路提供一个可变频率的电压源,电路的输出电压通过电感L1.在频率很低或为零时,电感阻抗为零,因此,电感器充当短路,其输出电压为零。随着频率的增加,电感电抗也会增加,导致更多的电压在它上面下降,它的作用就像高通滤波器.