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【图】感抗与电流及电压的关系与计算公式

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2015-11-12 11:56:38

感抗与电流和电压的关系

当交流电通过线圈时,在线圈中产生自感电动势。根据电磁感应定律(楞次定律),自感电动势总是阻碍电路内电流的变化,形成对电流的“阻力”作用,这种“阻力”作用称为电感电抗,简称感抗。用符号XL表示,单位也是欧姆。

实验证明,线圈的电感L越大,交流电的频率f越高,则其感抗XL就越大,它们之间的关系为: 
感抗与电流和电压的关系

上述公式中:
f:表示交流电的频率,单位Hz;
L:表示自感系数;单位为亨利(H)
XL:线圈的感抗,单位为欧姆(Ω)

以上公式表明,当电感系数一定时,感抗与频率成正比,即电感元件具有通低频率阻高频率特性。

当f=0时,XL=0。这说明感抗对直流电不起阻碍作用。所有在直流电路中,可将线圈看成是短路。 
感抗与电流和电压的关系

如下图,纯电杆电路中,如果线圈两端加上正弦交流电压u,理论证明,在纯电感电路中线圈两端电压有效值U与线圈中电流有效值I之间的关系为:
感抗与电流和电压的关系 
 
上述公式表明,电感器元件上电压有效值与电流有效值也满足欧姆定律

注意,瞬时值之间不满足这种关系。

根据电磁感应定律分析,u与i的变化关系如下图(左),从图可知,电感上电压u总是超前i 90°。

用相量图表示见下右图: 
感抗与电流和电压的关系

按逆时针方向,IL相量在UL相量之后90°,即IL滞后UL 90°。

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