阻性感性与容性负载
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无源元件:
在不需要外加电源的条件下,就可以显示其特性的电子元件。无源元件主要是电阻类、电感类和电容类元件,它的共同特点是在电路中无需加电源即可在有信号时工作。电阻将电能转换为热量,电容器将电能存储在电场中,而电感器将电能存储在磁场中。
电阻:电流通过导体时,导体内阻碍电流的性质称为电阻。在电路中起阻流作
用的元器件称为电阻器,简称电阻。电阻器的主要用途是降压、分压或分流,在一些特殊电路中用作负载、反馈、耦合、隔离等。电阻在电路图中的符号为字母R。电阻的标准单位为欧姆,记作Ω。常用的还有千欧KΩ,兆欧MΩ。IKΩ=1000Ω 1MΩ=1000KΩ
电容:电容器也是电子线路中最常见的元器件之一,它是一种存储电能的元器
件。电容器由两块同大同质的导体(通常为金属铝板)中间夹一层绝缘介质构成。当在其两端加上电压时,电容器上就会存储电荷。一旦没有电压,只要有闭合回路,它又会放出电能。电容器在电路中阻止直流通过,而允许交流通过,交流的频率越高,通过的能力越强。因此,电容在电路中常用耦合,旁路滤波、反馈、定时及振荡等作用。电容器的字母代号为C。电容量的单位为法拉(记作F),常用有μF(微法)、PF(即μμF、微微法)。
1F=1000000μF 1μF=1000000PF
电容对电流的阻抗称为容抗。容抗与电容量和信号的频率反比。
为什么电容通高频阻低频?
解释一:
•电容器有一个充放电的时间问题。当交流电的正半周,给电容器充电的瞬间,电路是有电流流过的,相当于通路,一旦电容器充电完
毕,则电路就没有电流流过了,相当于断路。当交流电的负半周到
来时,又将产生电流,先抵消掉原来充在电容上的那个相反的电
荷,在继续充电至充满。
•现在假设电容器需要的充电时间t一定,则当一个频率较高的交流电正半周结束时,假设电容器容量够大,还未充满电,负半周就到
来了,则这电路会一直流着电流,相当于这电容器对这个高频的交
流电来说,是通路的。
•如果这个交流电的频率较低,正半周将电容器充满电荷以后,负半周仍未到来,则电流会在中途断流,则电容器对于这个低频的交流
电来说,就不是完全通路了。
•如果充电的时间相对于交流电的半周期来讲,占较大比例,那么就可以认为这个电容器对这个频率的交流电来讲,还没有完全断路,
只是有一定的阻抗。
•如果充电的时间相对于那个频率的交流电的半周期来讲,是极短的,那么电容器就可以认为完全断路,没有电流流过。
解释二:
•根据容抗的公式Xc = 1/(ωC)= 1/(2πfC)可知,频率f越大,容抗越小,所以越容易通过
•同理,频率越小,容抗越大,所以越不容易通过。
电感:电感与电容一样,也是一种储能元器件。电感器一般由线圈做成,当线
圈两端加上交流电压时,在线圈中产生感应电动势,阻碍通过线圈的电流发生变化。这种阻碍称作感抗。感抗与电感量和信号的频率成正比。它对直流电不起阻碍作用(不计线圈的直流电阻)。所以电感在电子线路中的作用是:阻流、变压、耦合及与电容配合用作调谐、滤波、选频、分频等。电感在电路中的代号为L。电感量的单位是亨利(记作H),常用的有毫亨(mH),微亨(μH)。
1H=1000mH 1mH=1000μH
电感是典型的电磁感应和电磁转换的元器件,最常见的应用是变压器。
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。
有功功率:在交流电路中,凡是消耗在电阻元件上,功率不可逆转换的那部分
功率(如转变为热能,光能,或机械能),称为有功功率;单位瓦(W)。
无功功率:电路中,电感元件建立磁场,电容元件建立电场消耗的功率称为无
功率,这个功率是随交流电的周期,与电源不断的进行能量转换,而并不消耗能量;单位乏(Var)。
视在功率:交流电源所能提供的总功率,称为视在功率,在数值上即是,电压与电流的乘积,单位VA,视在功率即是交流电源的容量。
阻性负载: 即和电源相比当负载电流负载电压没有相位差时负载为阻性(如负载
为白帜灯、电炉等),通俗一点的讲,仅是通过电阻类的元件进行工作的纯阻性负载称为阻性负载。
感性负载:通常情况下,一般把负载带电感参数的负载,即符合和电源相比负
载电流滞后负载电压一个相位差的特性的负载为感性(如负载为电动机、变压器;)。通俗地说,即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品,如电动机、压缩机、继电器、日光灯等等。
这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多(大约在3-7倍)的启动电流。例如,一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱,其启动功率可高达1000瓦以上。
容性负载:容性负载一般是指带电容参数的负载,即符合电流超前电压特性的负载。
感性负载和容性负载的启动电流都远大于正常工作电流。
一般而言,对启动电流和正常工作电流的过流倍数,容性负载>白炽灯>感性负载