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电路基础教学课件 ppt 作者康健第三章第六节

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1、第六节电容元件的交流电路一、电压与电流的相量关系如图3-20,是一个纯电容的交流电路，选择电压与电流为关联参考方向，则电压与电流的关系为,图3-20 纯电容电路,若,则,得,首页,两正弦量对应的相量分别为,两相量的关系为,故在电容元件的交流电路中有: (1)电压与电流是同频率的正弦量； (2)电压与电流的有效值关系为U=XCI； (3)关联参考方向下，电压滞后电流/2。,故,首页,如图3-21a)、b)分别为电容元件电压、电流的波形图和相量图。,图3-21 波形图和相量图 a) 波形图 ;b) 相量图,把有效值关系U=XCI与欧姆定律U=RI 相比较，可以看出，XC与电阻R同样具有阻碍电流的物理特性，故称为容抗，其单位为。,首页,感抗,与电感L、频率,及电感,一定时，通过的电流,及感抗,当电容一定时，频率越高，容抗越小。因此，电容对高频电流的阻碍作用小，对低频电流的阻碍作用大，而对直流电流，相当于开路。,二、电容元件的功率电压与电流参考方向一致时，电容元件的瞬时功率为,首页,电容元件的瞬时功率随时间变化的波形图如图3-22所示。,波形图如图3-19所示。在第一个,周期内电流由零

2、上升到最大值,电感储存的磁场能量也随着电流由零达到最大值,这个过程瞬时功率为正值,表明电感从电源吸取电能.第二个,周期内,电流从最大值减小到零,这个过程瞬时功率为负值,表明电感释放能量.后两个,周期于上述分析一致。,上式说明，电感元件的瞬时功率也是随时间变化的正弦函数，其频率为电源频率的两倍，振幅为,波形图如图3-19所示。在第一个,周期内,电流从最大值减小到零,这个过程瞬时功率为负值,表明电感释放能量.后两个,周期于上述分析一致。,在第一个1/4周期内，瞬时功率为正值,表明电容从电源吸取电能；第二个1/4周期内, 瞬时功率为负值,表明电容释放能量；后两个1/4周期与上述分析一致。,图3-22 电容元件的瞬时功率曲线,首页,电容元件的平均功率为,这说明电容是储能元件,它在吸收和释放能量的过程中并不消耗能量。为了描述电容与外电路能量交换的规模，把瞬时功率的最大值称为无功功率, 即,无功功率的单位为乏尔(Var)。,首页,解 (1),解 (1),(2),首页,电流超前电压,，即,V的电源上。试求：(1)电容的容抗；(2)电流的有效值；(3)电流的瞬时值；(4)电路的有功功率及无功功率；(5)电压与电流的相量图。,例3-16 有一电容C=300F，接在,(3),(4),(5) 相量图如图3-23所示。,图3-23 例3-16相量图,首页,小结,一、电容元件电压与电流的相量关系,二、电容元件的有功功率和无功功率,首页,

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