相移

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AC电路通常包含电阻、电感和 (或) 电容。阻抗表示电路对交流电流的抵抗程度,它以符号 "Z" 表示并以欧姆 (Ohms) 为量度单位。阻抗是由电阻R和电抗X所组成的,Z = R + jX,见图1。

图1: 阻抗图

在交流电路中,由于电抗元件的存在,电压和电流不一定在同一时间达到峰值,它们之间存在著时间差。这个时间差称为相移 Φ,0° ≤ Φ ≤ 90°,并以角度为量度单位。

只包含电阻的电路称为电阻性电路。在电阻性电路中电压和电流之间没有相移,Φ = 0°,见图2a,此时称电压和电流"同相"。

图2a: R电路中的V-I 关系

电容和电感属于电抗元件,电抗元件中的电压和电流是"不同相"的。在电感中,电压领先电流90°,Φ = 90°,见图2b;在电容中,电压滞后电流90°,Φ = -90°,见图2c。

图2b: L电路中的V-I 关系

图2c: C电路中的V-I 关系

包含电感和 (或) 电容的电路称为电抗性电路。这类电路又可分为电感性电路,XL > XC,和电容性电路,XC > XL

图3a 是一个RL串联的电感性电路。由于电感有抵抗电流改变的特性,它把电源的能量以磁场的方式储存起来,所以电感电压vL领先电感电流iL,相移为90°;同时领先电源电压v,相移为相角 Φ。

图3a: RL电路中的V-I 关系

图3b是一个RC串联的电容性电路。由于电容有抵抗电压改变的特性,它把电源的能量以电场的方式储存起来,所以电容电压vC滞后电容电流iC,相移为90°;同时滞后电源电压v,相移为相角 Φ。

图3b: RC电路中的V-I 关系

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