電阻、電感、電容的交流特性詳解
發布時間:2018-09-17 責任編輯:xueqi
【導讀】交流電有以下性質:大小和方向均做周期性變化,平均值為零;有三要素:幅值、角頻率、初相位;描述交流電的方式有瞬時值表示法、波形圖、有效值、矢量法;不同的交流電之間可能同相、反相、正交,或者相差某個角度等。電阻、電感、電容的差別之處在以下6個方麵,我們逐一進行講解,對比。
我們已經知道交流電有以下性質:
1.大小和方向均做周期性變化,平均值為零;有三要素:幅值、角頻率、初相位;
2.描述交流電的方式有瞬時值表示法、波形圖、有效值、矢量法;
3.不同的交流電之間可能同相、反相、正交,或者相差某個角度;
4.交流電通過電阻、電感、電容以及它們的組合電路,所表現出來的性質不同,主要反映在相位、阻抗、功率上;
以上四點和直流電均不同,因此交流電在計算上有自己的公式、方法、性質。
好了,回顧了上述問題之後就可以進行以下學習了;電阻、電感、電容的差別之處在以下6個方麵,我們逐一進行講解,對比。
一. 電阻
1.瞬時值關係式:u=RI,也就是通過電阻的電壓等於通過的電流與電阻的乘積,注意這個公式裏麵的u、i均是小寫;這個公式中實際使用當中很少用到,它反映的是電壓和電流的瞬時值關係;
2.有效值關係:電(dian)阻(zu)等(deng)於(yu)電(dian)壓(ya)與(yu)電(dian)流(liu)的(de)比(bi)值(zhi),注(zhu)意(yi)這(zhe)裏(li)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)均(jun)是(shi)有(you)效(xiao)值(zhi),這(zhe)個(ge)是(shi)非(fei)常(chang)實(shi)用(yong)的(de)公(gong)式(shi),我(wo)們(men)應(ying)該(gai)掌(zhang)握(wo),它(ta)和(he)直(zhi)流(liu)電(dian)路(lu)的(de)計(ji)算(suan)方(fang)式(shi)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de);
3.阻抗:電阻的阻抗就是電阻,怎麼聽起來這麼別扭呢?我們前麵講過,阻抗包括電阻、感抗、容抗,是針對不同的電抗元件而言的,這是交流電特有的;
4.矢量圖,從圖上可以看出,加在電阻上的電壓和電流是同相關係;

5.功率,等於電壓與電流的積,或者電流的平方與電阻的積,P=UI,單位瓦特(W),這個功率叫有功功率,就是實實在在的消耗了電能的功率,這是電阻特有的,它就是一個耗能元件;
6.功率因數:我們知道功率因數就是電壓和電流相位差的餘弦,由於加在電阻上的電壓和電流同相,即相位差為零,那麼其功率因數就是cosφ=1,這是最大值;
二. 電感L
1.瞬時值關係
也就是加在交流電上的電壓與電流的變化率成正比,注意和電阻的瞬時值一樣u、i均是小寫;這個公式有價值,應記住;另外是與變化率成正比,不是變化量也不是固定值,這與電阻不同;
2.有效值關係:加jia在zai電dian感gan上shang的de電dian流liu與yu電dian壓ya成cheng正zheng比bi,等deng於yu感gan抗kang,注zhu意yi電dian壓ya電dian流liu均jun是shi有you效xiao值zhi,這zhe個ge是shi非fei常chang實shi用yong的de公gong式shi,我wo們men應ying該gai掌zhang握wo,它ta和he電dian阻zu在zai形xing式shi上shang一yi致zhi;
3.阻抗:電感對電流有阻礙作用,其值的大小用感抗表示XL=2πfL,f交流電的頻率,L電感;從該公式可以看出,交流電頻率越大,電感對其感抗越大,這就是交流電的通直隔交作用,用它的這個功能可以進行濾波;
4.矢量圖:從圖上可以看出,加在電感上的電壓超前於電流90°

5.功率,有功功率P=0,也就是電感的有功功率為零,它不是耗能元件,它是儲能元件,其儲能能力用無功功率表示QL=UI,等於電壓與電流的積,或者電流的平方與感抗的積,,單位乏爾(var),這是其重要特點;
6.功率因數:由於加在電感上的電壓超前於電流90°,也就是二者的相位差90°,那麼cosφ=0;
三. 電容C
1.瞬時值關係

也就是通過電容的電流與其兩端的電壓的變化率成正比,注意和電阻的瞬時值一樣u、i均是小寫;這個公式有價值,應記住;
2.有效值關係:加在電容上的電流與電壓成正比,等於容抗,注意這裏的電壓、電流均是有效值,這個是非常實用的公式,我們應該掌握,它和電阻、感抗的計算式在形式上一致;

3.阻抗,電容和電阻、電感一樣,也對電流有阻礙作用,其值的大小用容抗表示,f交流電的頻率,C電容,通過這個公式我們可以看出,交流電的頻率越大,容抗越小,直流電頻率為零,容抗無限大,這就是電容的隔直通交作用。
4.矢量圖,從圖上可以看出,加在電容上的電壓滯後於電流90°

5.功率,P=0,也就是電容和電感的有功功率均為零,它也不是耗能元件,它和電感一樣是儲能元件,其儲能能力用無功功率表示QL=UI,等於電壓與電流的積,或者電流的平方與容抗的積,單位也是乏爾(var)。
6.功率因數,由於加在電容上的電壓超前於電流90°,也就是二者的相位差90°,那麼cosφ=0;
通過以上的分析,我們看出交流電通過電阻、電感、電(dian)容(rong)所(suo)表(biao)現(xian)出(chu)來(lai)的(de)性(xing)質(zhi)大(da)不(bu)相(xiang)同(tong),正(zheng)是(shi)這(zhe)種(zhong)差(cha)異(yi),使(shi)得(de)它(ta)們(men)的(de)組(zu)合(he)性(xing)質(zhi)多(duo)樣(yang)化(hua),表(biao)現(xian)出(chu)了(le)豐(feng)富(fu)多(duo)彩(cai)的(de)性(xing)質(zhi),在(zai)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong),比(bi)如(ru)選(xuan)頻(pin)、移相等。
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