純電容電路介紹課件

?純電容電路純電容電路由絕緣電阻很大、介質(zhì)損耗很小的電容器組成的交流電路.可以近似認(rèn)為純電容電路。1)

電壓與電流的相位關(guān)系當(dāng)電容器接到交流電流上時(shí)，由于外加交變電壓在不斷變化，電容器就不斷進(jìn)行充、放電，電路中就產(chǎn)生交變電流，其數(shù)值等于電容極板上電荷量的變化率，即式中——電容兩端電壓變化率。純電容電路中正弦電壓和電流的波形如圖2

-26所示。把一個(gè)周期內(nèi)的電壓變化也分為四個(gè)階段來(lái)分析：(1)在電壓的第一個(gè)1/4周期內(nèi)，電容兩端電壓由零增加到正向的最大值，電壓變化率

為正，所以電流為正，這就是充電電流。電壓為零時(shí)，電壓變化率最大，充電電流最大;電壓為最大值時(shí)，電壓變化率為零，充電電流為零。(2)在電壓的第二個(gè)1/4周期內(nèi)，電容兩端電壓由正的最大減小到零，電壓變化率為負(fù)，電流為負(fù)，這就是放電電流。在電壓最大時(shí)，放電電流為零;在電壓為零時(shí)，放電電流與充電電流相反。(3)在電壓的第三個(gè)1/4周期內(nèi)，電壓由零變化到負(fù)的最大，電容器反向充電，電流為負(fù)值。(4)在電壓的第四個(gè)1/4周期內(nèi)，電壓由負(fù)的最大變化到零，電容器反向放電，電流變?yōu)檎祱D2-26中畫出了電容上電流的波形圖。由圖可見，電容電流的變化規(guī)律為正弦波形圖,其頻率與電壓相同；電容上的電流超前電壓90°，它們的相量圖如圖2-27所示。2)電流與電壓的關(guān)系我們也可以像純電感電路那樣做一個(gè)交流電壓加在純電容上的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)分析數(shù)據(jù)，也能得到與純電感類似的結(jié)論。在純電容電路中，電壓與電流有效值之比為一常數(shù).用Xc來(lái)表示.稱為容抗,或與感抗類似，容抗Xc在電容電路中起著阻礙電流通過(guò)的作用，它的單位也是歐姆(Ω).經(jīng)分析證明，容抗Xc與電容C、頻率f的乘積成反比，即式中C—電容器的電容量(F);f—電源電壓的頻率(Hz)Ω—電源電壓的角頻率(rad/s),ω=2Πf3)純電容電路的功率純電容電路中的瞬時(shí)功率與純電感電路中的功率很相似,其瞬時(shí)電壓值與瞬時(shí)電流值逐

點(diǎn)相乘，就可以畫出如圖2-28所示的瞬時(shí)功率波形圖。由用2-28可見，純電容電路中的瞬時(shí)功率Pc的頻率是電源電壓頻率的2倍。瞬時(shí)功率的最大值為，但在一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零，這說(shuō)明純電容電路是不消耗能量的，瞬時(shí)功率曲線的意義可以做如下解釋：(1)在電壓的第一個(gè)1/4周期內(nèi)，瞬的功率為正，電容器充電.電容器從電源吸取能量?jī)?chǔ)存在電場(chǎng)中，到第一個(gè)1/4周期末.電場(chǎng)能量達(dá)到最大，充電結(jié)束。(2)在電壓的第二個(gè)1/4周期內(nèi).瞬時(shí)功率為負(fù).電容器放電，電流方向與第一個(gè)1/4周期時(shí)相反，電容器中原來(lái)儲(chǔ)存的能量全部送還電源。在電壓的第三、第四個(gè)1/4周期內(nèi)與第一、第二個(gè)1/4周期情況相似.只是充電和放電的方向相反。以上變化說(shuō)明，在純電容電路中，只有電容器與電源之間的能量，而沒(méi)有能量的消粍。用瞬時(shí)功率的最大值來(lái)說(shuō)明能量交換的規(guī)模.并把它也叫做無(wú)功功率。為了區(qū)別起見用Qc表示，其單位也是Var。純電容電路的功率為三種電路的比較三種電路各物理量之間的關(guān)系，通過(guò)表2-3可以比較清楚地反映出來(lái)。表2

-3反映了交流電的三種常用表示方法，即數(shù)學(xué)式表示法（表中的三角函數(shù)式）、波形圖表示法（表中的波形圖）和相量圖表示法（表中的相量圖）。從表2-3可清楚地看出，電壓、電流和功率的相互關(guān)系及其特點(diǎn)。對(duì)于一般的實(shí)用單相交流電