• 负载阻抗、感抗、容抗


    当电路中存在交流信号时,才有以下这些感抗、容抗、无功率、视功率等词语。
     
    1、负载是电阻、电感的感抗、电容的容抗三种类型的复物,复合后统称“阻抗”,写成数学式即是:阻抗Z= R+j ( XL – XC)。其中R为电阻,XL为感抗,XC为容抗。
     
    感抗:XL = 2 π fL ,电感对交流电流(是交流电流)一种阻碍,交流频率越高,阻碍能力越大,交流频率越小,阻碍能力越大。通直流,隔交流
     
    容抗:XC = 1/(2πfc),电容对交流电流的一种阻碍,电容值越大,交流电流通过电容越容易,阻碍能力越小,反之电容值越小,阻碍交流电流通过的能力就越大。
     
    交流电的频率高,交流电也容易通过电容,说明频率高,电容的阻碍作用也小。通交流,隔直流。
     
    角平率ω = 2πf,j指出电流与电压在电抗中的时间相位差,j^2 = -1,f是交流信号的工作频率。
    (1)如果(ωL–1/ωC) > 0,称为“感性负载”;
    (2)反之,如果(ωL–1/ωC) < 0称为“容性负载”
     
    通过(ωL–1/ωC)大于0还是小于0来知道是呈现何种负载,通过公式变换Z= R+j ( XL – XC) = R + j* (ω^2*LC-1) / (ωC),
    可以得知判断:
     (1)、ω^2*LC > 1称为“感性负载”
     (2)、ω^2*LC < 1称为“容性负载”
     
    2、电阻负载:电流电压的关系符合基本欧姆定律 I = U / R,纯电阻电路,电流和电压相位差为0。
     
    3、感性负载:一般把带有电感参数的负载称之为感性负载。负载电流滞后负载电压一个相位差特性。
     
        如果是纯电感,那么电流就会落后于电压90度。可以这样理解,电流不会突变,电压变化要比电流先一步。
     
    4、容性负载:一般把带有电容参数的负载称之为容性负载。负载电压滞后负载电流一个相位特性。
     
        如果是纯电容,那么电流就会领先电压90度。可以这样理解,电压不会突变,电流变化要比电压先一步。
     
        如果都不是纯电阻、纯电感、纯电容电路,那么就有一个角度Φ,这个φ可能是正,也可能是负,取决于负载的性质。感性负载φ为正,容性负载φ为负。
     
    5、可通过功率因素来判断负载是何种负载。先了解几个概念:
     
    (1)、有功功率P: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
     
    (2)、无功功率Q: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;
     
             它存在于电网与设备之间,是电网和设备不可缺少的能量部分,但是无功率如果被设备占用过多,就造成电网效率低下,同时,大量的无功率在电网中来回传送,使得线损
     
             高,浪费严重。
     
    (3)、视在功率S: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;
     
      在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S.
     
      当功率因素 cosΦ = 1 时,即为纯电阻负载;
     
      当功率因素 0< cosΦ < 1 时,为感性负载;
     
      当功率因素 -1< cosΦ < 0 时,为容性负载;
     
     
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