什麼是純電感電路

2021-01-13 小王電工

由電阻小到可忽略的電感線圈組成的交流電路，可看作純電感電路如下圖，圖中的R=0時，就是純電感電路）。通常變壓器、電動機等線圈或繞組可近似為純電感性負載。

電壓與電流的相位關係 在電感兩端加交流電壓uL，電感線圈中將有電流iL流過，由電磁感應定律可知，線圈中產生的自感電動勢eL起到阻礙這一交變電流的變化。由於忽略了線圈的電阻，根據基爾霍夫電壓定律可知，uL與eL總是大小相等、方向相反，即

uL=-eL=-(-LΔiL/Δt)=LΔiL/Δt，

式子中ΔiL/Δt為電流變化率，如果電流變化率越大，則eL或uL的數值也越大；反之，電流變化率為0時，則eL或uL也為0.此外，電流變化率還有正負的區別，如果電流從小變到大，變化率為正，則uL為正值，eL為負值；反之，電流從打變到小，變化率為負，則uL為負值、eL為正值。

2.電壓與電流的大小關係 在純電感電路中，對交流電流起阻礙作用的稱為感抗，用符號XL表示，單位為Ω。

在交流電路中，感抗的大小與線圈的電感和電流的角頻率的乘積成正比，對於直流電路，可以認為角頻率ω=0，則感抗XL=0.因此，交流電路中的感抗可表達為

XL=ωL=2πfL

純電感電路中，電壓、電流最大值或有效值與感抗之間的關係仍符合歐姆定律。即

ILm=ULm/XL或IL=UL/XL

3.電路的功率 電感在交流電路中的瞬時功率pl=ul*iL.瞬時功率pL的波形也是正弦波，但其頻率為電壓頻率的兩倍。由於其正半周與負半周完全對稱，所以電感電路所消耗的功率為零，即平均功率PL=0。電路在第一和第三個T/4周期內，線圈從電源吸取功率，並把電能轉換為磁場能力儲存在線圈中；但在第二和第四個T/4周期內，線圈又把儲存的磁場能量再轉換成電能送回電源。因此，在一個周期T內，電感線圈中沒有能量消耗，只是把電能與磁能進行周期性的交換。為了衡量電感和電源之間能量交換的規模，引進了無功功率的概念，其大小等於電感瞬時功率的峰值，稱為電感無功功率，用符號QL來表示，單位為var(乏），表達式為

QL=ULmILm/2=ULIL=IXL

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