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文檔簡介

湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院：李華柏

純電容元件交流電路

電容的性質(zhì)：電容兩端加電源后，其兩個極板上分別聚集起等量異號的電荷，在介質(zhì)中建立起電場，并儲存電場能量。電容：uiC+_電容元件電容器的電容與極板的尺寸及其間介質(zhì)的介電常數(shù)等關(guān)。S—極板面積（m2）d—板間距離（m）ε—介電常數(shù)（F/m）當(dāng)電壓u變化時，在電路中產(chǎn)生電流:1.電容元件特性2.電容元件儲能將上式兩邊同乘上u，并積分，則得：即電容將電能轉(zhuǎn)換為電場能儲存在電容中，當(dāng)電壓增大時，電場能增大，電容元件從電源取用電能；當(dāng)電壓減小時，電場能減小，電容元件向電源放還能量。電場能根據(jù)：3.純電容電路電壓與電流的關(guān)系

當(dāng)電壓發(fā)生變化時，電容器極板上的電荷也要隨著發(fā)生變化，在電路中就引起電流:

如果則iCu+-電容兩端電壓u和電流I也是同頻率的正弦量，

電流的相位超前電壓90°，電壓與電流在數(shù)值上滿足：iCu+-πu0i2πωt電容電壓電流波形圖

3.純電容電路電壓與電流的關(guān)系4.容抗的概念電容具有對交流電流起阻礙作用的物理性質(zhì)，所以稱為容抗，用XC表示，即

XC==

容抗XC與電容C，頻率f成反比。是因為電容越大時，在同樣電壓下，電容器所容納的電荷量就越大，因而電流越大。當(dāng)頻率越高時，電容器的充電與放電就進(jìn)行得越快，在同樣電壓下，單位時間內(nèi)電荷的移動量就越多，因而電流越大。所以電容元件對高頻電流所呈現(xiàn)的容抗很小，相當(dāng)于短路；而當(dāng)頻率f很低或f=0（直流）時，電容就相當(dāng)于開路。這就是電容的“隔直通交”作用，電容這一特性在電子技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。5.電容元件的功率1）瞬時功率電容元件瞬時功率的變化規(guī)律：電容元件的瞬時功率是一個幅值為UI，以2ω的角頻率隨時間而變化的交變量，其變化波形如圖所示。在正弦交流電作用下，純電容元件不斷地與電源進(jìn)行能量交換，但卻不消耗能量。電容瞬時功率的波形圖

2）平均功率上圖可見，純電容元件的平均功率P=0。雖然純電容不消耗功率，但是它與電源之間存在能量交換。為了表示能量交換的規(guī)模大小，將電容瞬時功率的最大值定義為電容的無

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