设电容元件C,其电压、电流采用关联参考方向,如图4-16所示。 设电容端电压为 通过C的电流为
因此 ,
XC具有电阻的量纲,称为容抗。当C的单位为F,ω的单位为rad/s时,XC的单位为Ω。对于给定的电容C,当U一定时,ω愈高,电容进行充放电的速率愈快,单位时间内移动的电荷量愈大,故I就愈大,表示电流愈容易通过。反之,ω愈低,电流将愈不容易通过。在直流情况下,ω=0,I=0,电容相当于开路,所以,电容元件具有隔直流的作用。 电容电压和电流可用相量表示为 电压、电流相量如图4-18所示。 电容的瞬时功率为 与电感电路一样,电容电路的瞬时功率也以正弦的规律变化,且变化频率也为电流的两倍,如图4-19所示。平均功率为 平均功率等于零表明电容器是不消耗能量的,它只是与外电路或电源进行能量交换。这种能量交换的大小,可用瞬时功率的最大值进行衡量,并称其为无功功率QC,因此QC=UCIC=XCIC2 在(0-T/4)期间:u>0, i<0,故p<0,电容供给功率。在此期间,电容电压由最大值逐渐减少到零,电容把贮存的电能全部供给了外电路或电源。当t=T/4 时,电容的贮能WC=0。在(T/4-T/2)期间:u<0, i<0, 故p>0,电容吸收功率。这时, 电容反向充电,电容电压由零逐渐达到负的最大值,电容从外电路或电源获得能量并贮存在电场中。 图4-19也画出电容的储能的波形 如图所示电容的平均储能是 |
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GMT+8, 2021-12-6 21:07