河南开封西门子S7-300模块代理商

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电抗为感抗与容抗的差，即X=XL-XC，结合阻抗三角形，可以得到以下电路参数与电路性质的关系如图33-4所示。

图33-4

  根据图33-4中内容，当感抗与容抗的差不同时，电路会呈现不同的性质，相角也会随之变化。当感抗大于容抗时，电路呈感性，此时阻抗角大于零，即电路中电压超前电流;当容抗大于感抗时，电路呈容性，此时阻抗角小于零，即电路中电压滞后电流;而当感抗等于容抗时，两者大小相等方向相反，电抗为零，此时电路呈阻性，电压与电流同相。

  实际工作中的电容补偿，其依据其实就是电路中感抗和容抗的不同关系，例如在感性负载(如交流电动机)的交流电路中，此时电压超前电流，为了减小电压与电流之间的相角(即功率因数角)，可以在电路中适当接入电容器，以抵消电路中的部分感抗，使得阻抗角变小，提高有功功率。

当补偿后电路依然呈感性，这种补偿方式称为欠补偿;当完全补偿时，即补偿后电路依然呈阻性，这种补偿方式称为全补偿;当补偿后电路依然呈容性，这种补偿方式称为过补偿。

  在RLC串联交流电路中，当以电流相量为参考相量时，各元件的电压是由该元件的参数(电阻、电感、电容)所决定的，包括其数值和相角。所以，结合阻抗三角形和电压电流关系，可以画出电压三角形如下图33-5所示。

图33-5

  根据图33-5所示可以发现，电压三角形的相角其实和阻抗角相等，这是因为在交流电路中，根据图33-2中阻抗的定义，电流相角已知的情况下，电压相角就是由电路参数(即电阻、电感和电容)所决定。

  结合我们之前所学的相量运算，当感抗大于容抗时，如图33-5(2)所示，电阻电压相量、电感电压相量与电容电压相量相加，各元件电压相量首尾相连，此时电压与电流的相角大于零，电路呈感性，同理可以得到电路呈容性时的电压三角形如图33-5(3)所示。

  在上一次学习了单一参数交流电路时，我们知道了电阻元件在交流电路中总是消耗电能的，而电感元件和电容元件是储能元件，它们不消耗电能，只是和电源进行能量的交换。举一反三，在RLC串联交流电路中，因为同时存在电阻、电感和电容，所以电路在是在消耗电能的同时，还进行着能量的交换。此时，该RLC串联交流电路的功率关系如下图33-6所示。

图33-6

  图33-6的各个功率计算过程大家可以不管，只需记得终结果即可。在图33-6(1)所示的瞬时功率表达式中，其两个相加项有着不同的含义，左边部分的值总是大于零，代表了耗能元件上的瞬时功率;

  而右边部分有大于零和小于零两种情况，代表了储能元件上的瞬时功率。也就是说，在每一瞬间，电源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉，一部分与储能元件进行能量交换。

  根据图33-6(2)所示的平均功率表达式，平均功率(又称有功功率)P为电压与电流乘积的余弦值，其中cosφ称为功率因数，它是用来衡量负载对电源的利用程度。结合上次所学的无功功率知识，得RLC串联交流电路无功功率为图33-6(3)所示，其中(XL-XC)表明电感和电容与电源之间的能量互换。

图33-7

  根据电压三角形，把电阻电压有效值乘以电流有效值即为有功功率的值，它是总电压与总电流有效值乘积的余弦值;

  同理，把电抗电压有效值乘以电流有效值即为无功功率的值，它是总电压与总电流有效值乘积的正弦值。根据有功功率和无功功率的这种三角函数关系，定义视在功率S如下图33-8所示，它是电路中总电压与总电流有效值的乘积，用符号S表示，单位是伏安(VA)。

图33-8

  和阻抗三角形一样，有功功率、无功功率与视在功率在复平面上也可以组成功率三角形。显然，视在功率也不能用相量表示，因为它不是正弦量。比较阻抗三角形、电压三角形和功率三角形，可以发现，它们之间是由关联的，即将电压三角形的有效值同除电流有效值，就可以得到阻抗三角形;将电压三角形的有效值同乘电流有效值，就可以得到功率三角形。

  在电路中，电阻、电感和电容都可以进行串并联，而由电阻、电感和电容组成的阻抗显然也可以进行串并联。我们这次就先学习阻抗的串联，下次再学习阻抗的并联。

图33-9

  电阻的串联是将各电阻直接相加得到等效总电阻，流过各个电阻的电流一样，各个电阻上的电压之和为总电压......阻抗的串联其实和电阻的串联很相似，也是将各个串联阻抗相加得到等效总阻抗，如图33-9(1)所示。

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