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  • 電容與電感是怎樣改變電流相位的
    • 發(fā)布時間:2020-07-30 18:08:49
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    電容與電感是怎樣改變電流相位的
    單單說說交變電流中的純電感電路,單單進(jìn)行定性分析。
    首先說交變電流的純電阻電路
    下圖是一個純電感電路的圖示
    電容,電感
    可以看到右圖是端電壓與電感中電流的相位圖,可以看出是有相位差的。題主的問題就是為什么會有相位差。
    由高中學(xué)過的楞次定律可以知道,如果電流的改變導(dǎo)致磁場的改變,那么導(dǎo)線中會產(chǎn)生相應(yīng)的電流阻礙這種改變。而交變電流中的電感元件實際上就是纏繞了很多圈的導(dǎo)線,比如密繞螺線管。實際上,導(dǎo)線中除了原有電動勢產(chǎn)生電場以外,額外產(chǎn)生了一個變化磁場產(chǎn)生的場。
    電感中的場:1)電源產(chǎn)生的似穩(wěn)無旋電場Es;
    2)變化磁場(電流)產(chǎn)生的變化電場Ek 。
    歐姆定律的微分形式
    電容,電感
    導(dǎo)線中電流密度j有限 導(dǎo)線無電阻,即電導(dǎo)率無窮大(沒學(xué)過高數(shù)的同學(xué)可以理解為無窮大乘以無窮小可以為一個定值)
    電容,電感
    無旋電場產(chǎn)生的電壓
    電容,電感
    電容,電感
    電容,電感
    即有用的是
    電容,電感
    假設(shè)此時電路的電流為
    電容,電感
    則如果為純電阻電路,電壓則應(yīng)該為
    電容,電感
    實際上是
    電容,電感
    可見電感的電壓電流同頻率,相位不同,電壓超前電流/2,或者說是改變了電壓/2的相位
    電容,電感
    以上相加均屬于簡諧量相加
    純電容電路可以類似證明,結(jié)果為
    假設(shè)電壓
    電容,電感
    電流為
    電容,電感
    即電流超前π/2
    電容,電感
    倘若要調(diào)整電壓或者電流的相位,則添加一定阻抗的電感或電容即可,例如下面一個例子。
    首先有個電壓方程
    電容,電感
    由上面得到的電感電容的UI矢量圖,可以合并有最終可以合并得到Um,可以看出與Im有一定的相位差
    電容,電感
    證明完畢
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