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无公式的证明交流电下的电阻电容电感是如何工作的

时间:2021-12-16 来源网站:吕梁化工机械网

无论在电路原理还是电子电路中,电感 电容与电阻经常互不分家,它们一起工作,一起影响电路的方方面面,严谨优美的公式包含着它们深刻的工作原理,本篇从形象的语言入手,结合前面《一起了解电感在电路中的变化原理》一文,来深入分析它们各自与交流电连接时的工作特性。

如果我们把电感,电阻,和电容放在同一个电路中,三种元件在连接交流电时反应都不同,在分析整体电路前,先看看它们各自与电源串联的表现,让我们从电阻开始

当电压处于最大值时,通过电阻的电流也处于最大值,由于电压和电流的峰值同时进行,步调一致,因此我们认为两者是同相的。

对于电感和电容器来说,情况就不一样了,当电感器两端施加的是交流电时,产生的感应电动势等于电感电压下降的量,电感的电阻很小,如果电路中只有电感的话,电源电压会全部被感应电动势抵消。

电流变化最快的电压处于最大值,电流没有变化时电压等于0,也就是说电流为0时,电压取最大值。而电流达到最大值,不在变化时,电压等于0。

如图,电流比电压要慢90度,或者四分之一个周期,所以我们说,在交流电路电感器的电压和电流是不同步的,步调不一致,电流和电压不会同时出现峰值

交流电路中电容器的电流与电压也是不同步的,但原因有所不同

我们看看只有交流电压源和电容器的电路,当电流向一个方向流动时,电荷瞬间集聚在其中一个极板上,所以当电压从正向到负向变化时,电容充当一个电压源的角色,仍然会推动电荷流动

这时电流领先电压90度,比电压变化超前。所以得出:

电感器中的电流滞后于电压,相位相差90度。

电阻中的电流与电压同相,相位差为0。

电容器中的电流超前电压。相位相差90度。

电感和电容与电阻不同的另一个理由是,它们不会释放热量。交流电路中,只有电阻以热的形式消耗能量,电感和电容的电阻可以死忽略不计,而且不会发热。但是它们都能分的压降

这就会影响到其他依赖电压做功的元件,如果交流电路中电感电阻与电容串联在一起,你就可以算出总电压。

把所有元件的电压降加在一起,与施加在每个元件两端的电压进行比较,尽管每个电压不同不同时达到峰值。但总和却等于电源电压。进去多少就出来多少。

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