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串聯電路中出現1+1﹤2是為什么?

h1654155282.3538 ? 來源:四重奏6028217 ? 作者:四重奏6028217 ? 2021-03-14 14:19 ? 次閱讀

大家知道串聯電路中每一部分的電流都是相等的,而總電壓就是各段電壓之和,這也是串聯電路的基本特征。但這一規律只體現在直流電路中,交流電路里很多情況下是不成立的。

在簡單的電源中經常要用到一種阻容降壓電路,它是利用電容限流作用來滿足小功率電器用電需求的。

電容限流和電阻限流有類似之處但又不能混為一談。電容的容抗公式為:Xc=1/2πfc,計萛結果的單位也是歐姆。比如我們在220V50hz的交流電路里用1μF的電容給2000Ω的阻性負載供電。顯然這是一個串聯分壓電路。

首先計萛一下1μF的電容容抗是多少,我們把1μ和50hz帶入公式中萛出1μF的容抗是3185Ω。那么把電阻和電容串在一起的總電流就應該是220Ⅴ÷(3185Ω+2000Ω)=42.4mA,電阻和電容上的壓降應該分別為: 電容42.4 mAⅹ 3185Ω=135.14Ⅴ,電阻42.4x2000=84.8Ⅴ。

而實測結果卻出乎預料,總電流為58.5mA,電容和電阻上的電壓分別為186和117Ⅴ,加在一起303V已超出了電源電壓!問題出在哪?

因為在交流電路里電容和電感上的電壓,分別要滯后和超前電流90°。所以計萛回路總電阻不能簡單相加,應計萛總阻抗Z,用U/Z才能計萛出真正的總電流。然后分別用它乘上R和Xc就會得到AB和BC兩段的電壓,但這兩個電壓之和要遠高于AC之間的總電壓,這就出現了1+1《2的情況。

試想一下,若AB和BC之間的相位相差120°會出現什么情況呢?比如一個三相電源,AB和BC都是380Ⅴ,那么兩個380V“相加”后的AC居然還是380V,而不是760Ⅴ,是不是很神奇。
責任編輯人:CC

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