有一位参加工作不久的年青电工，在修补荧光灯电路(图1)时，用万用表沟通电压挡别离丈量灯管和镇流器上的电压，令他感到意外的是，灯管两头电压为148V，镇流器两头电压为166V，两有些电压加起来竟高达314V，比电源电压220V高出94V!所以，他来找我，让我帮他解开这个谜。我的答复是：这是沟通电路中的正常景象，要得到疑问的答案，还需求从富含电感的沟通电路谈起。
负载为纯电阻的沟通电路
接在沟通电路中的荧光灯管、白炽灯泡、电炉子、电烙铁、电热水器，等等，都能够看作是纯电阻负载，在电路图上用R标明(图2)。
　　假定加在纯电阻负载上的正弦沟通电压为u=Umsin ωt
在电压的推进下，电阻大将流过正弦沟通电流。依据欧姆规律
式中，电流的最大值Im为
由此可见，电压u与电流i是同频率的正弦量，并且相位一样。图3绘出了纯电阻沟通电路中电压与电流的波形图及矢量图。
若把电压和电流的最大值换算成有用值，则
这即是纯电阻沟通电路的欧姆规律。
　　电阻是耗能元件，在经过电流时，把它耗费的电能变换成了热能。依据核算电功率的公式，负载上的瞬时功率为p=ui
将各个刹那间的电压u与电流i相乘，能够绘出功率曲线(图4)。由曲线图不丑陋出，电阻负载上的均匀功率为纯电感上的电压与电流不一样相
　　在物理学中，咱们现已学过电流的磁效应。当电感线圈经过电流时，电流将发作磁场，磁力线穿链着线圈。当电流发作改动时，穿链线圈的磁力线也跟着发作改变。依据电磁感应原理，改变的磁力线将会切开线圈导线，在线圈中发作感应电动势。这种因为线圈本身电流的改动又在线圈本身发作感应电动势的景象，称为自感应。由自感应发作的感应电动势，称为自感电动势，用符号eL标明。显着，自感应是电感线圈中电流改动的必定反响，电流改动的速度(即单位时刻Δt内电流的改动量Δi)越大，自感电动势eL也越大。eL与
Δi/Δt成正比。自感电动势具有对立电流改动的特性。当电流由小变大时，自感电动势与电流的方向相反，阻挠电流的增大；当电流由大变小时，自感电动势与电流的方向一样，阻挠电流的减小。这就意味着自感电动势是线圈中电流改动的一种分外阻力。
在正弦沟通电路(图5)中，流过电感线圈的电流每时每刻都在发作着改动，所以线圈中每时每刻都有自感电动势作用着。咱们画出正弦电流的波形图(图6)，把正弦电流的一个周期分红很多持平的时刻段
Δt。能够看到，在各个时刻段，电流的改动量Δi1、Δi2……Δi5是各不一样的。不丑陋出，电流改动到趋近于零值刹那间，Δi/Δt最大，自感电动势eL也到达最大值；电流改动到趋近于最大值刹那间，Δi/Δt趋近于零，自感电动势eL也到达零值。在榜首个四分之一星期期，电流由零值向最大值接连添加，自感电动势与电流的方向相反；在第二个四分之一星期期，电流由最大值接连改动到零值，自感电动势与电流的方向一样。由此能够给出电流i与自感电动势eL的波形图(图7)。为了推进电流流过电感线圈，外加电压u有必要与自感电动势eL巨细持平、方向相反。这么就得出了电压u的波形图(图7中虚线所示)。从波形图上能够看出，在纯电感负载的沟通电路中，电压u在相位上超前电流i90°。依据上述相位联络，能够绘出它们的矢量图(图8)。
　　自感电动势eL对正弦电流出现的阻力叫感抗，用XL标明，单位为欧姆(Ω)。依据理论推导，核算感抗的公式为XL=2πfL (Ω)
式中，L是线圈的电感量，单位是亨利(H)。频率越高，电感量越大，感抗XL也越大。所以，能够写出纯电感沟通电路欧姆规律的公式
纯电感线圈为何不耗费功率
　　为了剖析纯电感沟通电路的电功率，咱们从头画出了电压u与电流i的波形图(图9)。依据瞬时功率的核算公式p=ui，能够作出功率瞬时值曲线。在榜首和第三个四分之一星期期内，电压u与电流i方向一样，所以功率p是正值；在第二和第四个四分之一星期期内，电压u与电流i方向相反，所以功率p是负值。瞬时功率p的正、负标明啥呢?p为正值时期，电感从电源吸收功率，把它贮存在线圈的磁场中；p为负值时期，电感又把贮存的功率开释给电源。如此说来，在一个周期内电感上耗费的均匀功率p=0。尽管它没有耗费功率，却占有着电源的一有些功率，这有些功率在电源和负载之间替换往复，没有做有用的功，所以把这有些功率称为无功功率，用Q标明，单位为乏尔(var)，它的核算公式为
Q=UI=I 2XL (var)
电阻与电感串联的沟通电路
　　在电阻R与电感L串联的沟通电路(图10)中，电源电压u等于电阻电压降uR与电感电压降uL之和，即
u=uR+uL
　　依据上面得出的相位联络，电阻电压降uR与电流i同相，电感电压降uL超前电流90°，由此能够画出矢量图(图11)。将UR与UL进行矢量相加后，就得到外加电压U的矢量。在矢量图中，用矢量代表的正弦量均标明成I、U、UR、UL。由图11可见，U、UR、UL恰好构成一个直角三角形，把这个直角三角形独自画出来，则它的三个边不再是矢量，而是正弦电压的有用值U、UR和UL，常称为电压三角形(图12)。由图能够得到电阻与电感串联的沟通电路中电阻电压降UR、电感电压降UL电源电压U的联络，即
　　至此，这篇文章开端提出的荧光灯电路中，灯管电压UR=148V，镇流器电压UL=166V，按上式算出
恰好等于电源电压220V，疑问得出了答案。
在电压三角形中，各有些电压又能够写成UR=IR，UL=IXL，所以
写成欧姆规律的办法
式中， 是电阻R与感抗XL串联后对电流的阻抗。
沟通电路中的电功率
　　把R-L串联电路的电压三角形各个边都乘上电流I(图13)，就得到了功率三角形。电阻上耗费的功率为URI,称为有功功率P，电感上占有的功率为ULI，称为无功功率Q，电源供应电路的总功率为UI，称为视在功率S(单位为伏安，用VA标明)，它们之间的联络为
由电压三角形能够得到
P=S cosφ=UIcosφ
式中，cosφ=P/S，叫功率因数，它是表征沟通电路用电情况的首要方针。

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