cookieOptions = {...}; .一文讀懂電壓電流的超前滯後 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2019年5月8日 星期三

Lead Lag




來源:智能风向标


電壓電流的超前與滯後這個概念,是相對於電流和電壓之間的關係而說的。

比如是容性負載(電容器),那麼他會導致最終電流超前90度,如果是電感則產生最終電流超前-90度(即滯後90度) 反過來說,在平面直角坐標系中,假設電壓為X軸水平方向,則是否超前則為Y軸垂直方向,當為容性負載時為Y正半軸部分,感性負載為Y負半軸部分 無論是正超前還是負超前(滯後)都會導致功率因數下降,而純阻性負載其超前角是0度,這個時候功率因數為1,正因為容性和感性具有這種相反的性質,那麼當使用電動機等感性負載時,會導致嚴重的負超前,這個時候就應當使用足夠的電容器進行補償,使其無限逼近0度,保證功率因數無限的逼近1。

總之,功率因數下降,無論是正超前還是負超前都回導致下降,只有為0時才是最高的,而感性負載一應用就肯定是負的了。所以就要用電容補償讓他接近0。

如下圖,由於Sin[ωt]在求導或積分後會出現Sin[ωt±90°],所以對於接上了正弦波的電感、電容,橫坐標為ωt時可以觀察到波形超前滯後的現象,直接從靜態的函數圖上看不太容易理解,還是做成動畫比較好。

下圖是電感的,用紅色表示電壓,藍色表示電流。如果接上理想的直流電壓表、直流電流表,可以觀察到電壓的變化超前於電流,電流的變化滯後於電壓。時間增加時,縱坐標軸及時間原點會隨著波形一起往左移動。


如果把波形畫在矢量圖右方,就是下面這種動畫,但橫坐標右方是過去存在的波形,指向過去,是-ωt。雖然波形反過來了,但電壓的變化仍然超前於電流,電流的變化仍然滯後於電壓。時間原點一直隨著波形往右方移動,函數圖中的縱坐標軸並未與橫坐標交於原點,交點所代表的時間一直在增加。如果不注意,超前滯後的判斷很容易出錯。

一文读懂电压电流的超前滞后

理解超前滯後這一概念,用向量圖是最好的,從測量數據來觀察或者從靜態波形上觀察,都不太直觀而且容易出錯。下圖是電容的。電壓的變化滯後於電流,電流的變化超前於電壓。坐標系右方是未來,左方是過去。


橫坐標是-ωt時,電容的電壓的變化仍然滯後於電流,電流的變化仍然超前於電壓。因為此坐標系左方是未來,而右方是過去。

一文读懂电压电流的超前滞后

下圖是電阻的。電壓函數電流函數同相。


下圖是三者串聯的情況,沒畫相量圖和波形圖。但從指針的變化可以判斷:電流相同時,電感和電容的電壓函數反相。

沒畫總電壓,因為總電壓有可能超前於總電流,也有可能滯後於總電流,也有可能兩者同相,同相時為諧振狀態。

以前還做過這種,元件右邊標的是電壓電流的參考方向。用不同的顏色描述電壓的大小,藍色>黃色>紅色;用不同的粗細和箭頭,描述電流的大小和方向,而且把電感、電容充能的效果也做進去了,電流最大時電感磁場能最大,電容電場能最小。

但是,就解釋超前滯後這一概念的話,指針表的動畫更直觀。

0 意見: