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深入解析:纯电容电路中的欧姆定律

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图541电容电路2.电路的电压、电流关系电压与电流有效值之间关系如下式称为纯电容电路的欧姆定律。容抗是新引入的物理量,它表示电容元件对电路中的交流电所呈现出来的阻碍作用。将式两端同时乘以,可得这表明在纯电容电路中,电压、电流的最大值也服从欧姆定律。特别注意,对于直流电(f=0),容抗趋于无穷大,可将电容元件视为断路。

深入解析:纯电容电路中的欧姆定律

1.纯电容电路的定义

纯电容电路是指电路中负载只有电容元件,如图541所示。

图541 电容电路

2.电路的电压、电流关系

电压与电流有效值之间关系如下

式(541)称为纯电容电路的欧姆定律。容抗是新引入的物理量,它表示电容元件对电路中的交流电所呈现出来的阻碍作用。(www.xing528.com)

将式(551)两端同时乘以,可得

这表明在纯电容电路中,电压、电流的最大值也服从欧姆定律。且电容器接入交流电路中时,由于电容器的不断充电、放电,极板上所带电荷对定向移动的电荷具有阻碍作用,这种阻碍作用称为容抗,用字母XC表示。容抗的公式为

当频率一定时,在同样大小的电压作用下,电容越大的电容器所存储的电荷量就越多,电路中的电流也就越大,电容器对电流的阻碍作用也就越小;当外加电压和电容一定时,电源频率越高,电容器充、放电的速度越快,电荷移动速率也越高,则电路中电流也就越大,电容器对电流的阻碍作用也就越小。这也反映了电感元件“通直流,阻交流;通低频,阻高频”的特性,其本质为电感元件在电流变化时所产生的自感电动势对交变电流的反抗作用。特别注意,对于直流电(f=0),容抗趋于无穷大,可将电容元件视为断路。

通过示波器观察表示电容电压、电流的波形如图542所示,表明在纯电容电路中,电压滞后于电流

图542 电容电压电流波形与相量图

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