在上一篇文章中交流電路基礎(chǔ)知識(shí)和波形的種類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，本篇繼續(xù)給大家分享交流電路相關(guān)知識(shí)！

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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。

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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