电压和电流相位之间超前和滞后的关系

核心提示电压和电流相位之间超前和滞后是负载的固有性质造成的,当负载含有电感、电容等储能元件时,由于储能元件不消耗有功功率,而是进行能量的吸收与回馈,造成电压与电流的相位差。电感是储存磁场能量,能量与电流成正比,当电压加在电感上,电感会产生自感电势阻

电压和电流相位之间超前和滞后是负载的固有性质造成的,当负载含有电感、电容等储能元件时,由于储能元件不消耗有功功率,而是进行能量的吸收与回馈,造成电压与电流的相位差。

电感是储存磁场能量,能量与电流成正比,当电压加在电感上,电感会产生自感电势阻碍电流的变化,本质就是电能转换成磁能的过程,电流只能逐步增加,所以电流滞后电压。

电容是储存电场能量,电压与电容储存的电荷成正比,所以电压不会突变,只能随着电荷积累的过程逐步上升,即电压滞后电流。

这些特性是电感、电容固有的物理属性,客观世界就是这样。因此:

在交流电路中电压和电流的相位有三种情况,当负载是纯电阻性质时,电压和电流相位相同;当负载是(或含有)电感性质时,电压相位超前电流;当负载是(或含有)容性负载时,电压相位滞后电流,或者说,电流相位超前电压,如:平常用的异步电机,就是感性负载,用来补偿电网功率因数的补偿电容就是容性负载。

储能元件本身不消耗能量,但是引起的电流会在线路电阻上消耗能量,也会占用发电机的输出功率,所以要尽量克服,这就是必须提高系统功率因数的原因,功率因数是表示电力系统有功功率占比的参数。

纯电容电路电压.电流的相位关系.数值关系如何?

理想的电路中,纯电阻电路的电压与电流同相位,就是相位相等.因为纯电阻上的电流任意时刻都符合I=U/R的关系,所以当R(等效的总值)确定后,U与I一定是同步变化的.

需要注意的是,电路分析时都是针对理想电路和元件而言的.实际电路不存在纯电阻,因为电阻的引线和电阻上的电阻膜(丝)都是小的电感,两端之间以及电阻丝之间都是电容.在超高频或微波电路中有的时候可能看不到电感和电容,就是这个原因.引线及元件间的电感和电容就已经足够大了.调整元件的分布位置和引线长短就调整了电感和电容.

相位:

一般是这样说:纯电感线路中,电压相位超前电流相位90度。

或者说:纯电感线路中,电流相位滞后于电压相位90度。

如果要说:纯电感线路中电流相位超前电压多少度,那就是270度。

数值:

V=-L×dI/dt

电感中电流变化的速度越快,电感所产生的反向感应电动势就越大;同时,电感的感应电动势与其电感量数值上成正比。

因此,理想电感中,如果通过的是直流电,则电感两端的压降为0。

 
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