在纯电容电路中电圧与电流的关系是怎样的?

如题所述

在纯电容电路中,由于电容的充放电作用,电流是提前于电压90度(四分之一周期)的。以上指交流电流。而在直流电流中,只是在接通的一瞬间有充电电流,一般5倍时间常数(等于回路电阻和电容量的乘积)就可充足至最大容量的99.97%,一倍63%,二倍87%,三倍93%,四倍97%。按理论计算充足电时间是无限长,但以后电流很小忽略不计。
如果感兴趣,请看我写的小文章:
1-21. 电阻与电抗是什么关系?

答:电阻(R)的单位是欧姆(Ω),阻抗(Z)的单位也是欧姆,但电阻是对运动的电子实实在在的阻力,而阻抗就不一定了。
阻抗(Z)分为电阻(R)和电抗(X)两个部分,电阻是消耗电能的,但电抗不消耗电能,对能量而言,电抗是吞吐关系,电阻就像一个小孩吃冰糕,一会就吃完了,电抗就像一个小孩吃水晶做的冰糕,只是过过嘴瘾而已,吃的和吐的一样多,永远也吃不完。

电阻对直流交流一视同仁,效果完全相同。而电抗却只对交流有作用,对直流而言,电抗永远等于零(感抗)或无限大(容抗)。

电抗(X)又分为感抗(XL)和容抗(XC),感抗(XL)的大小与交流电的频率(f)成正比,与元器件的电感量(L)成正比。
容抗(XC)的大小与交流电的频率成反比,与元器件的电容量(C)成反比。

形成电阻的原因是运动的电子与静止的分子或原子的碰撞,碰撞消耗了动能,会生热,所以,电流通过导体会发热
形成感抗的原因是电流在感性器件中形成磁场要耗能(动电生磁),但当电路中电压减小时, 这个磁场又发电了(动磁生电),又把电能回馈到电路中去,负半周也一样。所以纯电感电路中电流要落后于电压四分之一个交流电的周期,也就是90度,这就是电流落后于电压的原因。
形成容抗的原因是因为电容器能够储存电能,开始时电容器上没有电,当正半周时电路会给电容器充电,但当交流电正半周最大值时,电容器已充饱,所以电流反而为零了,当电压经过最大值之后减小时,电容器又把刚才充进的电能,趁着线路电压的降低又回馈到电路中去,当电压过零时,电流反而最大,负半周也一样。所以纯电容电路中电流要提前于电压四分之一个周期,也就是90度,这就是电流提前于电压的原因。

感抗和容抗方向的相反的,可以抵消或抵消一部分(那就看谁大了)。
实际应用的电力电路中,感抗占主要成分,这是因为变压器、电动机、电磁铁、接触器都是感性元件,会使功率因数(就是电流落后于电压实际角度的余弦值,用符号cosφ表示)降低,而功率因数降低会使有功功率P(单位:瓦W)变小,无功功率Q(单位:乏尔var)变大,视在功率S(单位:伏安VA)变大,线路和主供变压器损耗变大。解决的办法是在电路上并联电力电容器,抵消或抵消一部分感抗来提高功率因数。

如何计算阻抗Z?
电路中有三个参数:电阻值R、电感量L、电容量C。
先用电感量、电容量根据交流电的频率,计算出感抗和容抗,比较二者哪个大,感抗为正值,容抗为负值,先进行互抵,绝对值大的减去绝对值小的,差值进行平方计算(自乘),然后和电阻值的平方相加,把和进行开方,其根值就是阻抗。
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第1个回答  2021-04-13
纯电容上的电流是 电容量乘电压对时间的微分,即:I=C×dU/dt。 由此可知:①、电压恒定时,纯电容通电的瞬间因为dU/dt为∞,所以电流无限大,电压瞬间升至最大值,电荷量等于电压×电容,随后因为dU/dt=0,所以电流为0。 ②、当有电阻时,RC>0,电容上的电压随通电时间按e的-t/RC次方的规律向稳态接近,电流的变化方向与电压的变化方向相反,由电容看作短路时的电流向0接近。 ③、当电压为非稳定电压时,电量随电压变化,所以会交替的充电和放电,因而电流随电压大小而正负交替变化,具体要看电压的脉冲波形。但依然是电流是电压的微分关系,即电流的大小是电压的变化率大小。 ④、当电源为正弦交流电时,因为正弦波的微分是超前90°的正弦波,所以电流为超前90°的正弦波。
第2个回答  2021-04-12
直流电路还是交流电路?
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