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；