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電阻、電感與電容電路的基礎(chǔ)知識

電阻、電感與電容是交流電的三個基本參數(shù)。當(dāng)這些參數(shù)是不隨電壓、電流的大小和時間而改變的常量時，這一電路為線性電路。
一、純電阻電路
1、在交流電路中，凡由電阻作為負(fù)載，如白熾燈、電爐、電烙鐵等組成的電路都叫純電阻電路。
2、純電阻電路的電壓和電流相位相同，電壓、電流和電阻之間的關(guān)系符合歐姆定律。
3、交流電通過電阻時，總是從電源吸收電能轉(zhuǎn)換成熱能，電阻從電源吸收的能量用來做功而消耗掉。交流電通過電阻電路時的平均功率又稱有功功率。P=UI=I2R=U2/R
二、純電感電路
1、在純電感電路中，由于交流電的大小和方向在不斷地變化，因此在電感線圈中會產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的變化，這種由電感對交流電產(chǎn)生的阻礙作用叫做感抗。用XL表示，單位為Ω，感抗的大小與通過它的電流頻率成正比。XL=ωL=2πfL。在直流路中，由于電流不變化，所以感抗為零，相當(dāng)于短路。
2、交流純電感電路中，電壓瞬時值超前電流瞬時值90°，電壓、電流和感抗之間的關(guān)系符合歐姆定律。
3、電感線圈中不消耗有功功率，電源與電感線圈之間不斷進(jìn)行能量交換，這部分功率稱為無功功率，單位是var。
三、純電容電路
1、Xc=1/ωC=1/2πfC，Xc叫容抗，單位為Ω，在直流情況下f=0 ，Xc為無窮大，說明電容有隔直流通交流，阻低頻通高頻的特性。
2、交流純電容電路中，電流瞬時值超前電壓瞬時值90°，電壓、電流和容抗之間的關(guān)系符合歐姆定律。
3、純電容電路中不消耗有功功率，電源與電容之間不斷進(jìn)行能量交換，這部分功率為無功功率，單位是var。
四、R、L、C串聯(lián)電路
1、阻抗
感抗XL=ωL=2πfL
容抗Xc=1/ωc=1/2πfC
電抗X=XL+Xc
總阻抗Z=√R2＋X2
2、R、L、C分電壓
電阻上電壓U=IR，U與I同相。
電感上電壓U=IXL，U超前電流90°。
電容上電壓U=IXc，U滯后電流90°。
3、總電壓、總電流關(guān)系
總電壓與總電流有效值關(guān)系符合歐姆定律，I=U/Z。
XL=Xc時，電路呈純阻性，電壓與電流同相位。
XL＞Xc時，電路呈感性，電壓超前電流。
XL＜Xc時，電路呈容性，電壓滯后電流。
4、電路功率
1）瞬時功率
交流電路中任一瞬間的功率稱為瞬時功率。瞬時功率大于零時，電路從外部吸取能量，瞬時功率小于零時，電路向外部送出能量。
2）有功功率
交流電路的瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值稱為平均功率，又稱有功功率。
P=UIcosφ，單位為w。
3）無功功率
電路中純電感、純電容為儲能元件，只進(jìn)行電能交換而不消耗電能，這部分功率稱為無功功率。
Q=UIsinφ，單位為var。
4）視在功率
P=UIcosφ中的UI不是線路實際消耗的功率，反映的是功率容量，稱為視在功率。
S=UI，單位為V•A。
5、功率因數(shù)
1）總電壓與總電流的相位差余弦值cosφ稱為功率因數(shù)。功率因數(shù)反映了電路中有功功率與視在功率的比值，視在功率只有乘以功率因數(shù)之后才是電路的有功功率。
2）cosφ中的φ角稱為功率因數(shù)角。它是電流滯后于電壓的相位角，也就是阻抗角。
3）φ角的正負(fù)說明了電路阻抗的性質(zhì)是容性還是感性。功率因數(shù)常注明滯后（φ＞0）或超前（φ＜0）。
6、功率三角形
在正弦交流電路中，視在功率、有功功率和無功功率三者關(guān)系為：S2=P2+Q2。三種功率構(gòu)成的直角三角形稱為功率三角形。S與P的夾角就是功率因數(shù)角φ，且tanφ=Q/P。
五、R、L與C并聯(lián)電路
R與L串聯(lián)后與C并聯(lián)，該電路為電感性負(fù)載與電容性負(fù)載并聯(lián)電路。
1、R-L支路
阻抗z=√R2+X2，電流I=U/Z。
2、C支路
阻抗Z=1/2πfC，電流I=U/Z=2πfCU。3、線路總電流
總電流為R-L支路電流和C支路電流的相量之和。
4、電路功率
1）有功功率就是電感負(fù)載支路中電阻消耗的功率P=UIcosφ。
2）無功功率為電容無功功率與電感無功功率之差，即總電流在虛軸上的分量與總電壓之積Q=UIsinφ。    
3）視在功率就是電壓與總電流有效值之積S=UI。

首頁 > 電工基礎(chǔ) > 日期：2022-6-25 來源：Internet 作者：yq 瀏覽量：