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電壓電流的超前與滯后講解

CHANBAEK ? 來源:硬件工程師技術干貨 ? 作者:硬件工程師技術干 ? 2023-03-09 10:47 ? 次閱讀

超前與滯后都是相對概念,比如電壓超前電流,電流滯后電壓是一個意思。沒有對比就沒有超前也沒有滯后。

1、RC串聯電路電流超前電壓:

我們都知道電容兩端電壓不能突變,電容兩端電荷逐漸積累才產生電壓,可以那么說先有電流才有電壓,因此RC串聯電路是電流超前電壓,換句話說,電壓滯后電流。以下電路是RC串聯電路,使用交流供電,使用示波器測量流過電容的電流以及電容兩端電壓。

電容電流以及兩端電壓如下圖所示,綠色波形是流過電容的電流波形,紅色波形為電容兩端電壓波形。示波器的橫軸是時間軸,我們從圖中可以看出,綠色波形波峰先出現,紅色波形波峰后出現,電流超前電壓,兩者相差90°,我們調節一下R1的大小,發現R1變化只會改變這兩個波形幅值,電流電壓相位差一直保持90°。

2、RL串聯電路電壓超前電流:

我們都知道流過電感的電流不能突變,因此RL串聯電路是電壓超前電流。我們仿真測試驗證一下,以下電路是RL串聯電路,使用交流供電,使用示波器測量流過電感的電流以及電感兩端電壓。

電感電流以及兩端電壓如下圖所示,綠色波形是流過電感的電流波形,紅色波形為電感兩端電壓波形。示波器的橫軸是時間軸,我們從圖中可以看出,紅色波形波谷先出現,綠色波谷后出現,兩者相差90°,我們調節一下R2的大小,R2變化只會改變這兩個波形幅值,電流電壓相位差一直保持90°。

3、RLC串聯電路:

非諧振狀態:

當電路呈現感性時,也就是電感呈現主導作用時,電壓超前電流,當電路呈現容性時,電流超前電壓。

諧振狀態:

我們都知道,當LC完全諧振的時候,電路呈現純電阻特性,即容抗和感抗之和為0,L2和C2兩端電壓為0,當然這是理想狀態,實際上做不到電壓完全為0。如下仿真結果,此電路基本諧振,L2和C2電壓幾乎為0,但是有一定的幅值,此時電壓超前電流(紅色電壓,綠色電流),略微呈現感性,雖然略微呈現感性,但是仍然保持90°相位差。

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