『壹』 純電感電路電流與電壓的關系
在交流電路中,我們討論的是純電感電路,這類電路僅包含電感線圈,不包含其他元件如電阻或電容。
純電感電路中,電流與電壓之間的關系遵循歐姆定律的變種。電流I與電壓U之間的大小關系可表示為 I=U/XL,其中XL是感抗,等於角頻率ω與電感L的乘積,也可以寫成 I=U/(2πfL),其中f是頻率。這個公式表明電流I與電壓U成正比,即當電壓增大時,電流也隨之增加,Im(瞬時電流)等於Um(瞬時電壓)除以感抗XL,但請注意,公式i=u/XL並不成立,因為電流的瞬時值與電壓的瞬時值之間的關系並非線性。
在相位上,電感電路的電壓領先電流90度,或者說,電流滯後電壓90度。用相位差表示,我們有 φ(u) - φ(i) = π/2,這意味著電壓的有效值相量(最大值相量)相對於電流的有效值相量滯後90度。我們通常表達為電流滯後於電壓,或者電流的最大值相量落後於電壓的最大值相量90度,但不能簡單地寫為I落後於U或Im落後於Um,因為這可能會引起誤解。
『貳』 純電感電路問題
電壓瞬時值表達式是u=141sin(314t-π/6) V
可寫成u=141 *sin [100π*t-(π/6)] V
可見,交流電的頻率是f =50赫茲,電壓最大值是Um=141伏特,
電壓有效值是 U=Um /(根號2)=100伏特(141可看成等於100*根號2)
這個電壓加到線圈兩端,線圈中的感抗是 XL=2π f L=314*10*10^(-3)=3.14歐
1、線圈中電流的有效值是I=U / XL=100 / 3.14=31.85安
2、從上一問,得電流的最大值是Im=I*根號2=31.85*根號2=45安
電流瞬時值表達式是i=Im*sin[314t-(π/6)-(π/2)] 安
即i=45*sin[314t-(2π/3)] 安
註:在線圈中,電流落後電壓(π/2),即電流的初相比電壓初相小(π/2)。
3、這個圖不畫了,描述一下吧。
橫坐標軸是時間 t ,縱坐標軸是 i、u。
按照電壓瞬時值 u=141 *sin [100π*t-(π/6)] V
電流瞬時值i=45*sin[314t-(2π/3)] 安
在相應坐標系畫出即可。
4、無功功率是P=U*I=100*31.85=3185瓦(用有效值算)