R、L、C串联电路中,电感电压与电容电压反相,电抗等于感抗和容抗之差,电感和电容之间有能量交换。因为电感和电容的作用是相反的,相互削弱的。以频率、L、C的不同区分;R、L、C串联电路有三种情况:
1.感性电路
电路中XL>XC时,电抗X=XL-XC是正值,电感电压的有效值UL=IXL大于电容电压的有效值UC=Ixc,端电压超前于电流,电抗电压即端电压U的无功分量比电流超前90°,电感的无功功率QL大于电容的无功功率QC,电路的无功功率是正值。这样的电路叫感性电路。
对于R、L串联电路,可以看成XC=0的R、L、C串联电路。此时电路的复数阻为
Z=R+jXL=R+jωL
纯电感元件的电路可以看成是R=0,XC=0的R、L、C串联电路,此时电路的复数为
Z=jXL=jωL
2.容性电路
当电路的XL<XC时,X则为负值,UL<UC,端电压滞后于电流;电抗电压即端电压U的无功分量比电流滞后90°,QL<QC,Q是负值。这样的电路叫容性电路。
电阻、电容串联电路,即RC串联电路,可以看成XL=0的R、L、C串联电路。此时电路的复数为
纯电容元件的电路可以看成是R=0,XL=0的R、L、C串联电路,此时电路的复数为(www.daowen.com)
感性电路的X、Q都为正值,容性电路的X、Q都是负值,其乃是用以区分电路是感性还是容性的人为规定。
3.谐振
电路的XL=XC时,X、UX、Q都为零,Z=R,端电压U与电流I相同,端电压和电流的无功分量都为零,电路的这种状态叫做谐振,在这种情况下,电感和电容从外界获得能量产生磁场和电场后,磁场能量的减少正好供应电场能量的增加,电场储能的减少正好供应磁场能量的增加,自给自足,与外界不再进行能量的交换,外界只供应电阻消耗的能量。这种电路的谐振叫串联谐振。其特点是:
(1)此时电路的复数阻抗Z=R,即电路变成了纯电阻电路,cosφ=1,φ=0,外加电压和电路中电流同相。
(2)电路中阻抗|Z|==R最小,电流最大,电感L两端的电压UL=IXL和电容C两端的电压UC=IXC大小相等、相位相反。
(3)因为UL=UC,且由于L、C中电流相等,故电感L和电容C中无功功率相等,QX=0时,电源和电路之间没有无功功率交换,电源只供给电路有功功率PR,cosφ=1。
(4)谐振时XL=XC,即于是有
这个频率f0路的参数L、C决定,故称为电路的固有频率。当电源的供电电压频率与f0相等时,电路便发生谐振。
(5)在谐振状态下,电感和电容两端的电压与总电压之比,称为在谐振状态下的品质因数、以QP表示,即
谐振状态对电力系统是危险的,在谐振时,线圈和电容两端电压会高出电源电压许多倍,以至击穿设备绝缘,造成事故,应绝对避免其发生。但是在收音机中却利用它来提高选择性。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。