在上一篇文章中交流電路基礎(chǔ)知識(shí)和波形的種類(lèi)我們給大家分享了交流電路的基本概念和交流波形的種類(lèi)，本篇繼續(xù)給大家分享交流電路相關(guān)知識(shí)！

1

交流電路基礎(chǔ)

平均值和有效值（RMS值）

在交流電路中，波形的平均值和有效值是基本指標(biāo)。平均值是波形的時(shí)間平均值，是整個(gè)波形的面積除以時(shí)間得到的值。而有效值與波形的振幅有關(guān)，表示與平均值具有相同功率效應(yīng)的直流電壓值。

相位差

在交流電路中，多個(gè)波形之間可能會(huì)產(chǎn)生相位差。相位差表示波形周期內(nèi)的時(shí)間偏移，相位差會(huì)影響到波形的形態(tài)等一些特性。另外，波形延遲表示電路內(nèi)產(chǎn)生的時(shí)間延遲，在信號(hào)處理和控制系統(tǒng)中該參數(shù)尤為重要，在波形合成和電路設(shè)計(jì)中都是必不可缺的要素。

復(fù)數(shù)

復(fù)數(shù)表示和極坐標(biāo)系是交流電路分析中非常有用的數(shù)學(xué)工具。復(fù)數(shù)表示由實(shí)部和虛部組成，可以簡(jiǎn)潔地表示波形振幅和相位信息。極坐標(biāo)系提供了一種將復(fù)數(shù)表示轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)形式的方法，有助于直觀地了解波形的振幅和相位。

阻抗

在交流電路中，“阻抗”是相當(dāng)于“電阻”的概念，不僅需要與電阻結(jié)合在一起考慮，還需要與線圈和電容器等一起考慮。阻抗以復(fù)數(shù)表示，其大小和相位可以表征波形的性質(zhì)。

串聯(lián)電路與并聯(lián)電路

在串聯(lián)電路中，元器件串聯(lián)連接。要計(jì)算串聯(lián)電路的特性，需要使用歐姆定律或相量符號(hào)來(lái)求合成阻抗和電流。

在并聯(lián)電路中，元器件并聯(lián)連接。要計(jì)算并聯(lián)電路的特性，需要使用倒數(shù)定理或相量符號(hào)來(lái)求合成阻抗和電流。

如下圖所示，連接電阻器（R）、線圈（L）、電容器（C）的電路分別稱(chēng)為“RLC串聯(lián)電路”和“RLC并聯(lián)電路”，它們的共同特點(diǎn)是阻抗隨頻率的變化而變化。在串聯(lián)電路中，阻抗會(huì)受到各元素的綜合影響；而在并聯(lián)電路中，各元素的阻抗同時(shí)存在并產(chǎn)生影響。

2

交流電路的波形和特性

頻率與周期時(shí)間的關(guān)系

在交流波形中，頻率和周期時(shí)間是基本特性。頻率表示單位時(shí)間內(nèi)波形重復(fù)的次數(shù)，周期時(shí)間表示一個(gè)周期所需的時(shí)間。

頻率

頻率是表示波形在單位時(shí)間內(nèi)重復(fù)次數(shù)的指標(biāo)。通常，頻率用“赫茲（Hz）”表示，1赫茲表示每秒一個(gè)周期?？梢允褂靡韵鹿接?jì)算頻率（f）：

(\text{頻率(f)} = \frac{1}{\text{周期 (T)}})

其中，f是頻率，T是周期時(shí)間。頻率表示波形的振蕩速度或重復(fù)率，較高的頻率表示周期時(shí)間較短，較低的頻率表示周期時(shí)間較長(zhǎng)。

周期時(shí)間

周期時(shí)間表示波形完成一個(gè)周期所需的時(shí)間。周期時(shí)間通常用“秒（s）”來(lái)表示。周期時(shí)間（T）和頻率（f）之間的關(guān)系式如下：

(\text{周期（T）} = \frac{1}{\text{頻率（f）}})

周期時(shí)間定義了波形的周期性；周期時(shí)間越短，波形振蕩速度越快，周期時(shí)間越長(zhǎng)，波形振蕩速度越慢。

平均值和有效值（RMS值）

平均值

平均值是表示波形振幅平均值的指標(biāo)。平均值通常用“Ave”或“μ”表示，通過(guò)下面的公式計(jì)算：

(V_{\text{Ave}} = \frac{V_1 + V_2 + V_3 + \ldots + V_N}{N} = \frac{1}{T} \int_0^T V(t) , dt)

其中，Ave是平均值，T是周期時(shí)間，x(t)是時(shí)間t中的波形值。

平均值表示整個(gè)波形的振幅平均值，計(jì)算時(shí)需要考慮到波形的正負(fù)區(qū)域。平均值表示波形的中心，當(dāng)波形對(duì)稱(chēng)時(shí)，平均值為零。在純正弦波的情況下，該平均值等于0.637×Vmax。這種關(guān)系也適用于電流的平均值。

平均值在下面列出的電源供給、信號(hào)處理和電流控制等應(yīng)用中很重要：

電源供給：當(dāng)供給交流電時(shí)，功率的平均值是電源效率的指標(biāo)

信號(hào)處理：直流分量電平的降噪等

電流控制：電機(jī)驅(qū)動(dòng)、控制系統(tǒng)等中的電流控制