为什么电感中的电压总是超前电流 90 度?

电器工程 交流 电感器 电抗
2022-01-20 21:34:33

我了解到,在电感器中,电压会导致电流 90 度。但是,我不完全理解为什么它是 90 度。

我一直在到处寻找更多关于为什么会这样的信息。但是,我发现的所有来源都只是说明了规则。

4个回答

确实是电流是电压的时间积分,或者说电压是电流的导数。如果电流是正弦,那么电压是余弦,因为这是正弦的导数。

正弦曲线的导数和积分的工作方式,每个都是 ¼ 周期或 90°,与下一个相移。

底线是电感器的基本方程,该方程适用于任何电气情况:-

$$V = L\dfrac{di}{dt}$$

因此,如果电流是正弦波,则正弦的微分是余弦:-

在此处输入图像描述

因此,电压超前电流 90 度。但请记住,这只适用于交流信号分析。例如,如果您在电感器上施加阶跃电压,则电流会随时间线性上升,因为:-

$$\dfrac{di}{dt} = \dfrac{V}{L}$$

基本方程描述了交流和瞬态事件。

此外,具有 jwL 的理想电感器具有正的虚部,没有进一步的实际电阻。所以角度会转90°。

90 度相移(对于正弦波)仅对理想的无损线圈有效。在实践中,总是存在电阻:导线的串联电阻和集肤效应,以及由于铁芯损耗和导线和其他附近导体中的涡流引起的并联电阻。相移将小于 90 度。在极端情况下,特殊铁氧体磁珠的磁芯损耗非常高,以至于它们充当高频电阻器。

还有并联电容,因此如果增加频率,则组合会通过并联谐振(= 高阻抗)并变成容性,相移向 -90 度。哦,然后与附近的其他电感器存在磁耦合......

永远不要假设线圈只是一个线圈。