电压相位

电压相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。交流电的大小和方向是随时间变化的。比如正弦交流电压,它的公式是u=Usin2πft。

概念

u是交流电压的瞬时值,U是交流电压的最大值,f是交流电的频率,t是时间。随着时间的推移,交流电压可以从零变到最大值,从最大值变到零,又从零变到负的最大值,从负的最大值变到零。在三角函数中2πft相当于角度,它反映了交流电任何时刻所处的状态,是在增大还是在减小,是正的还是负的等等。因此,在交流电领域中,把2πft叫做电压相位,或者叫做电压相。

数学表达式

交流电的数学表达式是:u=Umsin(2πft+φo)

  • Um为最大值
  • f为频率
  • 工频为50Hz
  • φo为初相位

当两个同频率的正弦量比较时,就必须考虑两者的相位差。

另外,当交流电压过电阻时,电压和电流是同相位的,即相位差为0。

当交流电压过电容器时,电容两端的电压相位会滞后电流90度;当流过电感时,电感两端的电压相位会超前电流90度。这也是为什么单相交流电动机,如电扇、洗衣机、空调机中,都要用一个电容器来“移相”,给电机以转矩。电网中的正弦交流电在流经电容或电感时,电流和电压并不是同时到达最大值的,在流经电容时,电流比电压提前π/2的时间到达最大值;而在流经电感时,电流比电压落后π/2的时间到达最大值。

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