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电阻、电感、电容的阻抗和导纳表达式—CQ9电子-游戏官方网站
电阻、电感、电容的阻抗和导纳表达式
栏目:行业资讯 发布时间:2024-05-23
 在射频IC设计中,电感、电容的阻抗、导纳是经常面对的物理量,其表达式容易混淆。本文给出电阻、电感、电容三种元件的阻抗和导纳的推导,供有需要时查阅。  首先给出最后的结果,对于具有串联电阻R、电感L、电容C的电路,其阻抗表示为:  CQ9电子游戏平台 CQ9电子官方入口  对上述阻抗和导纳的表达式的推导涉及到「相量」的表示形式。因此,我们首先需要了解「相量」和「正弦量」以及两者的相互转换关系。

  在射频IC设计中,电感、电容的阻抗、导纳是经常面对的物理量,其表达式容易混淆。本文给出电阻、电感、电容三种元件的阻抗和导纳的推导,供有需要时查阅。

  首先给出最后的结果,对于具有串联电阻R、电感L、电容C的电路,其阻抗表示为:

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  对上述阻抗和导纳的表达式的推导涉及到「相量」的表示形式。因此,我们首先需要了解「相量」和「正弦量」以及两者的相互转换关系。

  Asin(\omega t+\phi)\\其中,A为正弦量的幅值,ω为频率,Φ为初始相位。这三者也被称为正弦量的三要素,根据这三者就可以完全确定一个正弦量。

  在正弦稳态线性电路中,可以将正弦量转换为相量来表示,以简化正弦量的表示和分析过程。转换的过程需要用到欧拉公式。

  jA\angle \phi\\这表明,一个正弦量的相位向前移动(超前)了90°,等效于其相量乘以一个j。这个关系式在下文推导元件电压电流关系时很重要。

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  在掌握了上述电阻、电感和电容的电压电流关系之后,来推导串联电路的阻抗和并联电路的导纳就十分清晰了。

  在实际使用中,电感和电容的阻抗和导纳的表达式容易混淆。我的记忆技巧是,电感在物理结构上更接近电阻(都是电流从元件流过),因此在电压电流关系表达式的形式也更加接近,电阻是\dot U=R\dot I,电感的阻抗是\dot U=j\omega L\dot I;而电容的形式则差异很大,\dot U=-j\frac{1}{\omega C}\dot I,存在一个倒数和一个负号。以此辅助记忆。