纯电感电路中电流与电压的相位联系

来源:火狐直播app    发布时间:2023-11-24 10:16:52
通用贴片电阻

  很小的电感线圈组成的沟通电路,都可近似地看成是纯电感电路。如下图a所示为由一个线圈构成的纯电感电路。

  在纯电感线圈的两头,加上沟通电压uL,线圈中必定要发生一沟通电流i,因为这一电流时间都在改动,因此线圈上就发生自感电动势来抵挡电流的改动,因此线圈中的电流改动就要落后于线圈两头的电压改动,uL和i之间就会有相位差。

  由上式可以精确的看出,线圈两头的电压巨细与电流的改动率成正比。下面就经过上式来剖析电流与电压之间的相位联系。

  设线圈中电流的初相位为零。电流波形如上图b所示。现把一个周期电流的改动分红四个阶段来评论:

  在0π/2,即第一个1/4周期内,电流从零增加到最大正值。此间电流的改动率∆i/∆t为正值,而且开始时最大,然后逐步减小到零。依据uL~=L∆i/∆t可知,此期间的电压uL从最大值逐步变为零。

  在π/2π,即第二个1/4周期内,电流从最大值减小到零。此间电流的改动率∆i/∆t为负值,而且从零变到最大负值。uL~也从零变到最大负值。

  在π3π/2,即第三个1/4周期内,电流从零变为最大负值,此间电流的改动率仍为负值,且从最大负值变到零,则uL~也从最大负值变到零。

  在3π/22π,即第四个1/4周期内,电流从最大负值变到零,此间电流的改动率为正值,且从零变到最大正值,则uL~也从零变到最大正值。

  从以上剖析可得上图b所示的uL的波形图。从波形图可清楚地看出:在纯电感线圈中的正弦电流要比它两头的电压滞后90°。即电压总是超前电流90°。这便是纯电感电路中电流和电压的相位联系。

  XL称为电感抗,简称感抗,它的单位是欧姆。因此,电感线圈中的电流有效值就等于线圈两头电压的有效值除以它的感抗。

  感抗是用来表明电感线圈对沟通阻止效果的一个物理量。感抗的巨细,取决于线圈的电感量L和流过它的电流频率f。对具有某一电感量的线圈而言,f越高则XL越大。在相同电压效果下,线圈中的电流就会减小。在直流电路中,因频率f=0,故线圈的感抗也等于零,这时线圈只起电阻效果。因为一般线圈的电阻很小,故电感线、纯电感电路的功率

  L是正值,这就表明线圈要从电源方面汲取电能并把它转换为电磁能,贮藏在线圈周围的磁场中,此刻线圈起着一个负载的效果。但在第二和第四个1/4周期内,PL为负值,这表明线圈是向电源运送能量。即线图把磁能再转换为电能而送回电源,此刻线圈起着一个电源的效果。综上所述,纯电感线圈时而“吞进”功率,时而“吐出”功率,在一个周期内的平均功率为零,平均功率不能反映线圈能量交流的规划,因此就用瞬时功率的最大值来反映这种能量交流的规划,并把它叫做电路的无功功率。无功功率用字母QL表明。QL的巨细为:QL

  LI=I^2^X~L~=U~L~^2^/X~L~为与有功功率相差异,无功功率的单位是乏。在上式中,当各物理量的单位分别用伏特、安培、欧姆时,无功功率的单位是乏(var)。