交流电-电阻电感电容
电阻
纯电阻电路是最简单的一种交流电路。白炽灯、电炉、电烙铁等的电路都可以看成是纯电阻电路。虽然纯电阻的电压和电流都随时间而变,但对同一时刻,欧姆定律仍然成立。
对纯电阻电路有:(1)通过电阻R的电流和电压的频率相同;(2)通过电阻R的电流峰值和电压峰值的关系是
的电流和电压同位相。
电感
一个忽略了电阻的空心线圈和交流电流源组成的电路称为“纯电感电路”。在纯电感电路中,电感线圈两端的电压u和自感电动势eL间(当约定它们的正方向相同时)有u=-eL因自感电动势
故有
如果电路中的电流为正弦交流电流i=Imsinωt,则
其中Um=ImωL为电感两端电压的峰值。纯电感电路中的电压和电流波形如图3-51所示。由此可见,对于纯电感电路:(1)通过电感L的电流和电压的频率相同;(2)通过电感L的电流峰值和电压峰值的关系是
Um=ImωL
其有效值之间的关系为
U=IωL
由上式可知,纯电感电路的电压大小和电流大小之比为
ωL称为电感元件的阻抗,或称感抗,通常用符号XL表示,即
XL=ωL=2πfL。
式中,频率f的单位为赫兹,电感L的单位为亨利,感抗XL的单位为欧姆。这说明,同一电感元件(L一定),对于不同频率的交流电所呈现的感抗是不同的,这是电感元件和电阻元件不同的地方。电感元件的感抗随交流电的频率成正比地增大。电感元件对高频交流电的感抗大,限流作用大,而对直流电流,因其f=0,故XL=0,相当短路,所以电感元件在交流电路中的基本作用之一就是“阻交流通直流”或“阻高频通低频”。各种扼流圈就是这方面应用实例;(3)在纯电感电路中,电感两端的电压位相超前其电流位的变化成正比,而不是和电流的大小成正比。对于正弦交流电,当电流i当电流为零时,其变化率为最大,电压也最大。
电容
当把正弦电压u=Umsinωt加到电容器时,由于电压随时间变化,电容器极板上的电量也 含电容器的交流电路图
随着变化。这样在电容器电路中就有电荷移动。如果在dt时间内,电容器极板上的电荷变化dq,电路中就要有db的电荷移动,因此电路中的电流对电容器来说,其极板上的电量和电压的关系是
q=CU
因此有
其中Im=UmωC为电路中电流的峰值。纯电容电路中的电压和电流波形如图3-53所示。由此可见,对于纯电容电路:(1)通过电容C的电流和电压的频率相同;(2)通过电容C的电流峰值和电压峰值的关系是
Im=UmωC
其有效值之间的关系为
I=UωC
由上式可知,纯电容电路中的电压大小与电流大小之比为
表示,即式中频率f的单位为赫兹,电容C的单位是法拉,容抗Xc的单位为欧姆。可见,同一电容元件(C一定),对于不同频率的交流电所呈现的容抗是不同的。由于电容器的容抗与交流电的频率成反比,因此频率越高,容抗就越小,频率越低,容抗就越大。对直流电来讲f=0,容抗为无限大,故相当于断路。所以电容元件在交流电路中的基本作用之一就是“隔直流,通交流”或“阻低频,通高频”;(3)率成正比,而不是和电压的大小成正比。对于正弦交流电,当电压为零
保定市四北电子有限公司专业生产开关电源。
纯电阻电路是最简单的一种交流电路。白炽灯、电炉、电烙铁等的电路都可以看成是纯电阻电路。虽然纯电阻的电压和电流都随时间而变,但对同一时刻,欧姆定律仍然成立。
对纯电阻电路有:(1)通过电阻R的电流和电压的频率相同;(2)通过电阻R的电流峰值和电压峰值的关系是
的电流和电压同位相。
电感
一个忽略了电阻的空心线圈和交流电流源组成的电路称为“纯电感电路”。在纯电感电路中,电感线圈两端的电压u和自感电动势eL间(当约定它们的正方向相同时)有u=-eL因自感电动势
故有
如果电路中的电流为正弦交流电流i=Imsinωt,则
其中Um=ImωL为电感两端电压的峰值。纯电感电路中的电压和电流波形如图3-51所示。由此可见,对于纯电感电路:(1)通过电感L的电流和电压的频率相同;(2)通过电感L的电流峰值和电压峰值的关系是
Um=ImωL
其有效值之间的关系为
U=IωL
由上式可知,纯电感电路的电压大小和电流大小之比为
ωL称为电感元件的阻抗,或称感抗,通常用符号XL表示,即
XL=ωL=2πfL。
式中,频率f的单位为赫兹,电感L的单位为亨利,感抗XL的单位为欧姆。这说明,同一电感元件(L一定),对于不同频率的交流电所呈现的感抗是不同的,这是电感元件和电阻元件不同的地方。电感元件的感抗随交流电的频率成正比地增大。电感元件对高频交流电的感抗大,限流作用大,而对直流电流,因其f=0,故XL=0,相当短路,所以电感元件在交流电路中的基本作用之一就是“阻交流通直流”或“阻高频通低频”。各种扼流圈就是这方面应用实例;(3)在纯电感电路中,电感两端的电压位相超前其电流位的变化成正比,而不是和电流的大小成正比。对于正弦交流电,当电流i当电流为零时,其变化率为最大,电压也最大。
电容
当把正弦电压u=Umsinωt加到电容器时,由于电压随时间变化,电容器极板上的电量也 含电容器的交流电路图
随着变化。这样在电容器电路中就有电荷移动。如果在dt时间内,电容器极板上的电荷变化dq,电路中就要有db的电荷移动,因此电路中的电流对电容器来说,其极板上的电量和电压的关系是
q=CU
因此有
其中Im=UmωC为电路中电流的峰值。纯电容电路中的电压和电流波形如图3-53所示。由此可见,对于纯电容电路:(1)通过电容C的电流和电压的频率相同;(2)通过电容C的电流峰值和电压峰值的关系是
Im=UmωC
其有效值之间的关系为
I=UωC
由上式可知,纯电容电路中的电压大小与电流大小之比为
表示,即式中频率f的单位为赫兹,电容C的单位是法拉,容抗Xc的单位为欧姆。可见,同一电容元件(C一定),对于不同频率的交流电所呈现的容抗是不同的。由于电容器的容抗与交流电的频率成反比,因此频率越高,容抗就越小,频率越低,容抗就越大。对直流电来讲f=0,容抗为无限大,故相当于断路。所以电容元件在交流电路中的基本作用之一就是“隔直流,通交流”或“阻低频,通高频”;(3)率成正比,而不是和电压的大小成正比。对于正弦交流电,当电压为零
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