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九、交流纯电容电路特征与容抗

【摘要】:由纯电容组成的电路应用十分广泛,在电力系统中常用来调整电压,改善功率因数等。同时得知电容上电流变化规律及频率与电压相同,均为正弦波。图1-47 电容电路及其电压、电流的曲线图和相量图电容对交流电也有阻碍作用,这种阻碍作用叫做容抗。容抗,用符号“XC”表示,单位是Ω。当频率等于零时,容抗XC无穷大,所以电容有隔离直流通交流的特性。

由纯电容组成的电路应用十分广泛,在电力系统中常用来调整电压,改善功率因数等。

交流电流能使电容两极间电压的大小和方向都随时间做周期性变化:当电压增大时,导体中的电流流向电容,给电容充电,在电路中形成充电电流;当电压减小时,电容放电,电流流出电容,在电路中形成放电电流。所以,尽管自由电子不能通过电容两极间的绝缘介质,但在周期性交变电压作用下,电容不断充电、放电,电路中就会形成持续的交变电流。

通过电容电流的大小与电压变化率成正比。我们在电容两端加一正弦交流电压,如图1-47a所示。通过对图1-47b所示的电压、电流曲线图的分析可以得知,电压与电流之间存在着相位差,即通过电容的电流超前于电容两端电压90°,如图1-47c所示。同时得知电容上电流变化规律及频率与电压相同,均为正弦波

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图1-47 电容电路及其电压、电流的曲线图和相量图

电容对交流电也有阻碍作用,这种阻碍作用叫做容抗。容抗,用符号“XC”表示,单位是Ω。其表达式为

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从上式可以分析出容抗的大小与电容本身的电容量、交变电流的频率有关:电容量越大、交变电流的频率越高,容抗就越小,电容器对交流的阻碍作用也就越小;反之,电容量越小、交变电流的频率越低,容抗就越大,电容对交流的阻碍作用也就越大。当频率等于零时,容抗XC无穷大,所以电容有隔离直流通交流的特性。