纯电感电路中电流与电压相位关系的理论研究

本文从理论上研究了纯电感电路中电流与电压的相位关系。现行高中物理教材只通过对实验的观察去认识电感影响交流,并未从理论上加以分析,本文利用高中物理知识中的自感现象、楞次定律、含源电路欧姆定律及相关数学知识,分析、归纳、总结出纯电感电路中交流电的电流与电压的相位关系。     

用初等数学研究交流电路两例

搞清交流电路中各正弦量之间的相位关系,是学好交流电路的基础。统编物理教材中用演示及定性说明的方法作了专题论述。为适应教学的需要,下面介绍一种用初等数学方法定量地研究交流电路的例子。一、用初等数学推导纯电感电路中电压、电流、自感电动势的相位关系: 在纯电感电路中,交变电流i通过电感线圈时,线圈中产生的自感电动势为:     

研究交流电路中的感抗的实验

在高中物理“交流电”部分,增加一个“研究交流电路中的感抗和容抗”的学生实验,是很必要的。这一实验,利用现行《全日制十年制学校中学理科教学仪器配备目录(试行草案)》中所规定的仪器,就可以完成,并不需再增加新设备。一般用频率一定的交流电、用伏安法测定线圈的电感(自感系数)和电容器的电容,并来研究纯电感电路中的电流和电感以及纯电容电路中的电流和电容的关系。下面介绍一种测定电感并研究纯电感电路中电流和电感关系的实验方法,供参考。     

功率因数分析方法新探

电路功率因数的提高无非是利用电感与电容之间的对偶性与互补性,改变电路总电压与总电流之间的相位关系。常规的相量分析法往往在推算电路元件参数方面显得繁琐,本文从能量角度(即所谓宏观角度)去分析功率因数,避免了大量细节繁杂的推演过程,显得快捷高效。     

单一元器件相位测量问题的实验探讨

对单一元器件相位研究问题上,理论上已经相当成熟,但是在用实验验证单一元器件相位理论的过程中,却发现实验操作在验证单一元器件上存在的短板,即用双踪示波器仍不能直接验证电感(或电容)元件两端的电压和电流的超前滞后的角度关系,为了解决这个问题,就必须重新设计测量电路,使得实验测量与理论相一致,这对培养高职学生的动手操作能力有着重要意义。     

LRC串联电路电感和电容电压极值

本文要从理论上证明:当LRC串联电路处于谐振状态时,电路中电流最大。此时。电感和电容两端电压(有效住)虽然大小相等、位相相反,其值均是电源输出电压U(有效值)的Q倍,但这并不是电感和电容电压的最大值。电感和电容的电压最大值不是恰好出现在串联电路谐振时,也不是电源的频率等于某一值时同时出现。本文还将证明:电感和电容电压最大值出现在ω_0(谐振频率)的两侧,其值大小相等,均大于QU。其目的是为了澄清某些人的模糊认识及有些书上那种不准确的结论。     

电感元件电压电流相量关系

文章推导出电感元件电压电流相量关系后,分析电压和电流之间的数量、相位关系以及正弦量化为相量的导数和积分变换法则.     

电感、电容在正弦交流电路中的特性

电感、电容元件在正弦交流电路中的特性是《电路》课程中的重要内容。从换路定则和实验电路等不同角度阐述和验证正弦交流电路中电感、电容元件上电压电流的关系，有助于我们对电感、电容特性的理解。     

楞次定律会失效吗?

本刊1984年第4期载李相怡同志《应用楞次定律必须注意的地方》一文(以下简称“李文”),对绕在竖直铁芯上的线圈接通交流电源时,使套在铁芯上的轻质铝环向上弹跳的现象,应用法拉第电磁感应定律和纯电感电路中电流与电压之间的相位关系作了正确的解释。“李文”对感应电动势的方向与感应电流的方向不能混淆的论述,也给人     

交流电路的矢量图及矢量图解法

电阻R、电感L和电容C是交流电路的三个基本元件。当它们接到圆频率为ω的交流电路上时,纯电阻、纯电感、纯电容元件对交流电的阻抗分别为R、ωL和 1/ωL。事实上,交流电路大多是电阻、电感和电容按一定方式组成的复杂电路,由于交流电压、电流之间存在一定的相位差,这使得整个电路的阻抗、电压、电流的计算就比较复杂。然而,借助于复数运算或矢量图解可以简化这种计算,特别是矢量图解法更具有简明、直观的特点。本文将谈谈如何画出交流电路的矢量图以及简单交流电路的矢量图解法。     

宽带CMOS LC压控振荡器设计及相位噪声分析

应用标准0.18μm CMOS工艺设计并实现了宽带交叉耦合LC压控振荡器.采用开关电容阵列拓宽频率范围.设计过程中对相位噪声进行了优化.应用线性时变模型(LTV)推导出相位噪声与MOS晶体管宽长比之间的函数关系,从理论上给出相位噪声性能最优的元件参数取值范围.为简化推导过程,针对电路特点按晶体管工作状态来细分电路工作区域,从而避免了大量积分运算,以尽可能简单的比例形式得到相位噪声与设计变量间的函数关系.测试结果表明,在1.8V电源电压下,核心电路工作电流为8.8mA,压控振荡器的频率范围为1.17 ～1.90GHz,10kHz频偏处相位噪声达到-83dBc/Hz.芯片面积为1.2mm×0.9mm.     

一种buck型电源变换器的新型滑模控制器设计

结合buck变换器电路的内部关系,从基于电感电流和电容电压的滑模面推导出一种只基于电容电压的新型滑模面,从而省去了对电感电流的测量．从仿真对比结果来看,这种控制可以得到比常规滑模控制更好的动态品质,对负载变化具有更强的鲁棒性．     

电流通过纯电阻与非纯电阻时,能量转化关系的演示实验

电流通过纯电阻与非纯电阻时的能量转化关系，是高中物理直流电路部分的重点知识，但由于课本中没有非纯电阻电流、电压关系的演示实验和学生实验，因此学生缺乏必要的感性知识。对相关问题感到很生疏。再加上能量问题本身较抽象，学生很难从生活实际中总结出准确的数量关系．为了帮助更多的学生克服学习困难，提高课堂学习效率，     

冲激函数与电容电压、电感电流的跃变

在电路分析课程第五章中曾经指出,当换路时刻,通过电容的电流和施于电感两端的电压均为有限值的条件下,则电容电压和电感电流不能跃变。从而得出动态电路时域分析中的一个重要定律——换路定律。即t=0时刻电路进行换路,则有u_C(0_+)=u_C(0_-),i_L(0_+)=i_L(0_-)但是,在电容电流和电感电压为非有限值情况下,则电容电压和电感电流将发生跃变,即     

例谈初中物理两类试题解题方略

一、电动机试题 一点明确：电动机电路属于非纯电阻电路,电流与电压、电阻的关系不满足欧姆定律 I=U/R。     

欧姆定律在应用中应注意的几个问题

欧姆定律是电学中重要的基本定律,它反映了电流、电压、电阻三者一定的数量关系。掌握这一定律要注意以下几点:1、欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路,并且是纯电阻电路。图12、欧姆定律中“通过”的电流I,“两端”的电压U及“导体”的电阻R那是同一个导体或同一段电路上对应的物理量。不同导体的电流、电压、电阻间不存在上述关系,因此在运用公式I=RU时,必须同一个导体或同一段电路的电流、电压、电阻代入计算,三者一一对应。在解题中,习惯上把同一个导体的各个物理量符号的角标用同一数字表示,如图1所示…     

“电感和电容对交变电流的影响”的实验设计

1 问题引入 人教版高中物理第二册(试验修订本,必修加选修)第193页研究电感对交变电流的阻碍作用,电路如图1,利用双刀双掷开关S分别接到直流电源和交流电源上,实验中要求取直流电压和交流电压的有效值相等。当开关S接到直流时,灯泡亮些;当接到交流电源时,灯泡暗些,就表明电感对交变     

无功补偿器取样电流波形畸变的微机分析与处理

为提高供电系统的功率因数,需要向电网投入电容进行无功补偿。补偿电容投入的多少是根据电压与电流的相位差(Φ角)来控制的。但是,在电力系统中存在着各种各样的“谐波源”,例如荧光灯、变压器等都会使电流波形发生畸变。本文对无功补偿器取样电路电流波形的畸变进行了理论分析,用微机将畸变的波形进行分解。根据谐波成分的大小,用集成运算放大器设计了补偿电路——二阶有源带通滤波器。将其基波滤出,再与电压进行相位之较,从而保证了补偿控制器准确无误的动作。 由于电流与电压的相位比较在工频相位计等有关仪表中都会遇到,因此分析电流波形发生畸变的原因,研究如何采取措施进行补偿是具有普遍实际意义的。     

一阶线性动态电路的时域分析

含有动态元件的电路被称为动态电路。由于动态元件的电压和电流的约束关系是通过导数(或是积分)表达的,因此,在分析动态电路时,就不同于纯电阻电路。本文从介绍一些基本概念入手,通过举例说明,着重介绍一阶线性电路分析计算的“三要素法”。     

电容电压和电感电流可以跃变么?

有些同学提出:在分析动态电路时,我们是根据电容电压、电感电流不能跃变来计算电容电压、电感电流的初始值的,那末,电容电压和电感电流不能跃变是不是一个规律?如果说是一个规律,那末,当一个初始电压为零的电容和一个电压源接通时还能运用它来计算电容的初始值吗?如果说不是一个规律,那末,又怎样来理解电容电压、电感电流跃变时所引起的贮能的跃变呢?贮能的跃变要求功率为无限大,实际电路能提供无限大的功率吗?