正弦交流電路中的電容元件
線性非時變電容元件C兩端加上交流電壓時,電容中就將有電流流過。若取電容元件支路的參考方向與電壓的參考方向一致,如圖3-6-1所示,則有:
(3-6-1)
當所施加的電壓為正弦交流電壓時,電容電流為
(3-6-2)
電容元件上的電壓與電流的變化波形見圖3-6-1。
圖 3-6-1
由上分析可得,電容上電壓與電流為同頻率的正弦量,電流在相位上超前電壓。從波形圖上可看出,當電容電壓過零值時,電壓的變化率最大,此時流過電容的電流幅值達到最大振幅值。而當電容電壓達到最大幅值時,其電壓變化率為零,此時通過電容的電流值也為零。類似于電感元件的情況,電容元件的電流與電壓在某些時刻方向一致,而在另一些時刻方向則相反。
由式(3-6-2)可見,電容元件中電流有效值與電壓有效值之間的關系為
(3-6-3)
式中,,稱為電容的電抗,簡稱為容抗。當電容C的單位為法拉(F),的單位為時,容抗的單位為,與電阻的量綱相同。
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