負載阻抗、感抗、容抗


當電路中存在交流信號時,才有以下這些感抗、容抗、無功率、視功率等詞語。
 
1、負載是電阻、電感的感抗、電容的容抗三種類型的復物,復合后統稱“阻抗”,寫成數學式即是:阻抗Z= R+j ( XL – XC)。其中R為電阻,XL為感抗,XC為容抗。
 
感抗:XL = 2 π fL ,電感對 交流電流(是交流電流)一種阻礙,交流頻率越高,阻礙能力越大,交流頻率越小,阻礙能力越大。 通直流,隔交流
 
容抗:XC = 1/(2πfc),電容對交流電流的一種阻礙,電容值越大,交流電流通過電容越容易,阻礙能力越小,反之電容值越小,阻礙交流電流通過的能力就越大。
 
交流電的頻率高,交流電也容易通過電容,說明頻率高,電容的阻礙作用也小。 通交流,隔直流。
 
角平率ω = 2πf,j指出電流與電壓在電抗中的時間相位差,j^2 = -1,f是交流信號的工作頻率。
(1)如果(ωL–1/ωC) > 0,稱為“感性負載”;
(2)反之,如果(ωL–1/ωC) < 0稱為“容性負載”
 
通過(ωL–1/ωC)大於0還是小於0來知道是呈現何種負載,通過公式變換Z= R+j ( XL – XC) = R + j* (ω^2*LC-1) / (ωC),
可以得知判斷:
 (1)、 ω^2*LC > 1稱為“感性負載”
 (2)、 ω^2*LC < 1稱為“容性負載”
 
2、電阻負載:電流電壓的關系符合基本歐姆定律 I = U / R,純電阻電路,電流和電壓相位差為0。
 
3、感性負載:一般把帶有電感參數的負載稱之為感性負載。負載電流滯后負載電壓一個相位差特性。
 
    如果是純電感,那么電流就會落后於電壓90度。可以這樣理解,電流不會突變,電壓變化要比電流先一步。
 
4、容性負載:一般把帶有電容參數的負載稱之為容性負載。負載電壓滯后負載電流一個相位特性。
 
    如果是純電容,那么電流就會領先電壓90度。可以這樣理解,電壓不會突變,電流變化要比電壓先一步。
 
    如果都不是純電阻、純電感、純電容電路,那么就有一個角度Φ,這個φ可能是正,也可能是負,取決於負載的性質。感性負載φ為正,容性負載φ為負。
 
5、可通過功率因素來判斷負載是何種負載。先了解幾個概念:
 
(1)、有功功率P:在交流電路中,凡是消耗在電阻元件上,功率不可逆轉換的那部分功率(如轉變為熱能,光能,或機械能),稱為有功功率
 
(2)、無功功率Q:電路中,電感元件建立磁場,電容元件建立電場消耗的功率稱為無功率,這個功率是隨交流電的周期,與電源不斷的進行能量轉換,而並不消耗能量;
 
         它存在於電網與設備之間,是電網和設備不可缺少的能量部分,但是無功率如果被設備占用過多,就造成電網效率低下,同時,大量的無功率在電網中來回傳送,使得線損
 
         高,浪費嚴重。
 
(3)、視在功率S:交流電源所能提供的總功率,稱為視在功率,在數值上即是,電壓與電流的乘積,單位VA,視在功率即是交流電源的容量;
 
  在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數,用符號cosΦ表示,在數值上,功率因數是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S.
 
  當功率因素 cosΦ = 1 時,即為純電阻負載;
 
  當功率因素 0< cosΦ < 1 時,為感性負載;
 
  當功率因素 -1< cosΦ < 0 時,為容性負載;
 
 


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