相位超前与滞后

一、简介
电阻——电能→热能

电感——电能→磁场能,&磁场能→电能

电容——电势能→电场能,&电场能→电流

由此可见,电阻、电感、电容就是能源转换的元件。电阻、电感实现不同种类能量间的转换,电容则实现电势能与电场能的转换。

R=\frac{v(t)}{i(t)}

L=\frac{dΨ(t)}{di(t)}

C=\frac{dQ(t)}{dv(t)}

二、元件对信号相位的改变

首先要提醒,相位的概念是针对正弦信号而言的,直流信号、非周期变化信号等都没有相位的概念。

1. 电阻上的电压电流同相位

因为电阻上电压v(t)=R*i(t),若i(t)=sin(ωt+θ),则v(t)=R* sin(ωt+θ)。

所以,电阻上电压与电流同相位。

2. 电感上的电流落后电压90°相位

因为电感上感应电压v(t)=L*di(t)/dt,若i(t)=sin(ωt+θ),则v(t)=L*cos(ωt+θ)。

所以,电感上电流落后感应电压90°相位,或者说感应电压超前电流90°相位。

直观理解:感应电流方向与充磁电流相反,延缓了充磁电流的变化。

3. 电容上的电流超前电压90°相位

因为电容上电流i(t)=C*dv(t)/dt,若v(t)=sin(ωt+θ),则i(t)=L*cos(ωt+θ)。

所以,电容上电流超前电压90°相位,或者说电压落后电流90°相位。

直观理解:设想一个电容与电阻串联充电,电流总是超前于电压,或者说电压总是落后与电流。


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