交流电路中只含有电容元件的电路，称为纯电容电路。在实际应用中，由介质损耗很小、绝缘电阻很大的电容器组成的交流电路，可近似看成纯电容电路。

1.电压与电流的关系

动手做

为了了解交流电路中电容器两端所加电压与流过电容器的电流之间的相位关系，先用双踪示波器来观察电容器的电压与电流的波形。按图3-2-8所示的方式连接电路，YA显示的是电容器的电压uC的波形，YB显示的是通过电容器的电流iC的波形。

低频信号发生器输出信号设置在1 V/500 Hz。闭合开关，观测并画出uC和iC的波形，分析它们的相位关系。

图3-2-8　纯电容电路中电压与电流变化实验电路

实验现象

实验测得电容两端的电压uC和电流iC的波形如图3-2-9所示，电压与电流的矢量如图3-2-10所示。

图3-2-9　纯电容电路电压与电流的波形

图3-2-10　纯电容电路电压与电流的矢量

归纳

2.电容器的容抗

交流电通过电容器时，电源和电容器之间不断地充电和放电，电容器对交流电也会有阻碍作用。把电容器对交流电的阻碍作用称为电容电抗，简称容抗，用符号XC表示，单位是Ω。

理论和实验证明，容抗的大小与电源频率成反比，与电容器的电容量成反比，用公式表示为

式中　XC——电容的容抗，单位是Ω；

f （ω）——交流电源的频率（角频率），单位是Hz；

C——电容器的电容量，单位是F。

容抗是用来表示电容对电流阻碍作用大小的一个物理量，当电容量一定时，频率f越高，则容抗越小。在直流电路中，频率f=0，XC→∞，可视为开路。

实验证明，纯电容电路的电流与电压的数量关系为(www.daowen.com)

即纯电容电路的电流与电压的最大值（或有效值）符合欧姆定律。

3.纯电容电路的功率

（1）瞬时功率PC。在纯电容电路中，瞬时功率PC是瞬时电流i与瞬时电压uC的乘积，即

PC=uCi

图3-2-11　纯电容电路的功率曲线

（2）无功功率。在纯电容电路中和纯电感电路相似，为了衡量电容器与电源之间的能量交换规模，一般用瞬时功率的最大值来表示，并称为无功功率，符号为QC，其大小为

无功功率QC的单位也是var。

解：由题意可计算出XC、I为

所以电流瞬时值表达式为

电流、电压的矢量如图3-2-12所示。

图3-2-12　例3-2-3图

无功功率QC为

QC=UIC=220×0.692 ≈152（var）