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為什么線圈的感抗跟線圈的自感系數(shù)和交流電的頻率有關(guān)呢?感抗是由自感現(xiàn)象引起的,線圈的自感系數(shù)L越大,自感作用就越大,因而感抗越大;交流電的頻率f越高,電流的變化率越大,自感作用也越大,因而感抗越大.進(jìn)一步的研究指出,線圈的感抗XL跟自感系數(shù)L和交流電的頻率f間有如下的關(guān)系:iueL改變交流電源的電壓,通過(guò)L的電流就隨著改變.記下幾組相應(yīng)的電流和電壓的數(shù)值,就會(huì)發(fā)現(xiàn),在純電感電路中,電流強(qiáng)度跟電壓成正比,即I∝U.用
iueL作為比例恒量,寫(xiě)成等式,就得到這就是純電感電路中歐姆定律的表達(dá)式.相比,可以看出XL相當(dāng)于電阻R.XL表示出電感對(duì)交流電阻礙作用的大小,叫做感抗,它的單位也是歐姆.
uL設(shè)通過(guò)L中的電流為:
則L兩端的電壓為:
由式可推出L上電壓電流之間的相位上存在90°的正交關(guān)系,且電壓超前電流。電壓電流之間的數(shù)量關(guān)系:ULm=Imωt=ImXL其中XL是電感對(duì)正弦交流電流所呈現(xiàn)的電抗,簡(jiǎn)稱(chēng)感抗,單位和電阻一樣,也是歐姆。正弦電路中電感電壓與電流的關(guān)系如圖電感電路:
u
(1)瞬時(shí)功率p則ip=ULIsin2tωtui同相,吸收電能;儲(chǔ)存磁能;p>0ui反相,送出能量;釋放磁能;p<0ui同相,吸收電能;儲(chǔ)存磁能;p>0ui反相,送出能量;釋放磁能;p<0電感元件上只有能量交換而不耗能,為儲(chǔ)能元件結(jié)論:p為正弦波,頻率為ui的2倍;在一個(gè)周期內(nèi),L吸收的電能等于它釋放的磁場(chǎng)能。電感的功率P=0,電感元件不耗能(2)平均功率(有功功率)P問(wèn)題與討論1.電源電壓不變,當(dāng)電路的頻率變化時(shí),通過(guò)電感元件的電流發(fā)生變化嗎?無(wú)功功率QL反映了電感元件與電源之間能量交換的規(guī)模。(3)無(wú)功功率QL(單位為乏爾Var)2.能從字面上把無(wú)功功率理解為無(wú)用之功嗎?f變化時(shí)XL隨之變化,導(dǎo)致電流i變化。不能!為了衡量電源與
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