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交流电路中的阻抗

2020-8-23 19:30| 发布者: admin| 查看: 589| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 与直流电路中的电阻不同,我们把交流电路中阻碍电流通过的物理量称为阻抗。在交流电路中,阻抗包括感抗、容抗和电阻,在交流电路计算中,可以将感抗、容抗和电阻合写为电路的阻抗。 (1)电感 电感由一匝或多匝线圈 ...

与直流电路中的电阻不同,我们把交流电路中阻碍电流通过的物理量称为阻抗。在交流电路中,阻抗包括感抗、容抗和电阻,在交流电路计算中,可以将感抗、容抗和电阻合写为电路的阻抗。

(1)电感

电感由一匝或多匝线圈组成

当电感线圈中通有电流时,将在线圈中产生磁通,当磁通因电流变化而发生变化时,线圈中将产生自感电动势。其中称为电感,“”表示电感产生的自感电动势总是阻碍电流的变化。电感元件的符号可用下图的形式表达。

图1 电感实物 图2 电感符号

电感元件的瞬时功率对时间积分即为时间内电感上消耗(或存储)的电能,即:。电感上能量的实质是磁场能,当电感上电流变大时,磁场能增大,电路中的电能转化为磁场能,电感元件从电源取用能量;电流变小时,磁场能减小,电路中的磁场能转化为电能,电感元件向电源放还能量。

(2)电容

原理上讲,电容由两块隔开适当距离(由绝缘材料隔开)的金属导体极板构成,其产品实物如下图:

图3 电容实物 图4 电容符号

电容元件的瞬时功率对时间积分即为时间内电感上消耗(或存储)的电能,即:。当电容两端电压变大时,电容的电场能增大,电容元件从电源取用能量(充电);电压变小时,电容的电场能减小,电容元件向电源放还能量(放电)。

(3)电阻

在交流电路中,电阻的表达式与作用和直流电路中一致。如下是电阻的实物图和符号图。

图5 电阻实物 图6 电阻符号

电阻在交流电路中的关系式为,时间内,在电阻上消耗的电能完全转化为热能,为

在交流电路中,当电阻、电感、电容元件串联时,根据基尔霍夫电压定律可以写出该交流电路的电量瞬时值基本关系式: 。将该式各项相量表出后,可得到阻抗的数学表达式:

阻抗 中的即为总电压与总电流之间的相位差。有:

其中, 为正时电路是电感性的, 为负时电路是电容性的。求电路总电压的有效值,只需要求出相量的模长即可。


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