中级汽车维修电工考评教程-正弦交流电路中单一元件的关系

正弦交流电路中，电压和电流都是随时间变化的。正弦交流电路中只含单一元件的电路，称为单一参数正弦交流电路。如果电路中含有电阻、电感和电容元件，电压和电流之间的关系如下。

1.纯电阻元件的电流和电压关系

白炽灯、电炉等电路元件接在交流电路中，都可以看成是纯电阻电路。如图3-4所示，选定电流和电压的参考方向关联，若在电阻两端加正弦电压u_R，则电流也是正弦形式，且电流与电压的频率相同，如图3-5所示。

图3-4　纯电阻的电流、电压

图3-5　纯电阻元件上u、i波形图

电阻元件电流和电压的瞬时值、有效值、最大值都符合欧姆定律形式。(www.xing528.com)

2.纯电容元件的电流和电压关系

由于电容器的损耗很小，一般情况下可以看作纯电容。对于仅含有纯电容元件的电路，在电容元件两端加正弦交流电压时，电容器极板上的电荷量随电压变化，电路中形成电流。如图3-6a所示，电流和电压的参考方向关联时，如外加正弦电压u_c，则电流也是正弦形式，且电流与电压的频率相同。电流超前电压，如图3-6b所示。纯电容元件电流和电压的最大值、有效值符合欧姆定律形式，但瞬时值不符合欧姆定律形式。

图3-6　纯电容电路中电压与电流的关系

3.纯电感元件电流和电压关系

当电感线圈的电阻小到可以忽略时，这个电感线圈就可以看作纯电感元件。当正弦交流电通过电感线圈时，线圈内的磁场随之变化，线圈中产生感应电压。在如图3-7a所示纯电感电路中关联方向下，若通过正弦电流i_L，则电压也是正弦形式，且电压与电流的频率相同。电压超前电流，如图3-7b所示。电感元件电流和电压的最大值与有效值都符合欧姆定律形式，但瞬时值不符合欧姆定律形式。