單單說說交變電流中的純電感電路,單單進行定性分析。
首先說交變電流的純電阻電路
下圖是一個純電感電路的圖示
可以看到右圖是端電壓與電感中電流的相位圖,可以看出是有相位差的。題主的問題就是為什么會有相位差。
由高中學過的楞次定律可以知道,如果電流的改變導致磁場的改變,那么導線中會產生相應的電流阻礙這種改變。而交變電流中的電感元件實際上就是纏繞了很多圈的導線,比如密繞螺線管。實際上,導線中除了原有電動勢產生電場以外,額外產生了一個變化磁場產生的場。
電感中的場:1)電源產生的似穩無旋電場Es;
2)變化磁場(電流)產生的變化電場Ek 。
歐姆定律的微分形式
導線中電流密度j有限 導線無電阻,即電導率無窮大(沒學過高數的同學可以理解為無窮大乘以無窮小可以為一個定值)
無旋電場產生的電壓
即有用的是
假設此時電路的電流為
則如果為純電阻電路,電壓則應該為
實際上是
可見電感的電壓電流同頻率,相位不同,電壓超前電流/2,或者說是改變了電壓/2的相位
以上相加均屬于簡諧量相加
純電容電路可以類似證明,結果為
假設電壓
電流為
即電流超前π/2
倘若要調整電壓或者電流的相位,則添加一定阻抗的電感或電容即可,例如下面一個例子。
倘若要調整電壓或者電流的相位,則添加一定阻抗的電感或電容即可,例如下面一個例子。
首先有個電壓方程
由上面得到的電感電容的UI矢量圖,可以合并有最終可以合并得到Um,可以看出與Im有一定的相位差
證明完畢
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