電(diàn)路设计中纯電(diàn)阻電(diàn)路及其特性

2020-04-15

就電(diàn)路设计而言，電(diàn)阻的特性可(kě)以整體(tǐ)上定义電(diàn)路。另外，我所指的電(diàn)路类型称為(wèi)纯電(diàn)阻電(diàn)路。

什么是纯電(diàn)阻電(diàn)路？

纯電(diàn)阻電(diàn)路是一种電(diàn)感很(hěn)小(xiǎo)的電(diàn)路，以至于在其典型频率下，其電(diàn)抗与其電(diàn)阻相比微不足道。此外，在纯電(diàn)阻電(diàn)路中，全部利用(yòng)的電(diàn)压被消耗来克服電(diàn)路本身的欧姆電(diàn)阻。另外，纯電(diàn)阻電(diàn)路的另一个名称是非電(diàn)感電(diàn)路。

此外，在纯電(diàn)阻電(diàn)路设计中，電(diàn)流和電(diàn)压之间的相角為(wèi)零。另外，如果我们要表示典型的纯電(diàn)阻電(diàn)路的瞬时電(diàn)流和瞬时施加電(diàn)压，则表明所提供的電(diàn)压和電(diàn)流确实彼此同相。

此外，如果我们检查同一電(diàn)路的图形表示，从其功率曲線(xiàn)可(kě)以看出，任何时候功率周期的任何部分(fēn)都不会变為(wèi)负。因此，在纯電(diàn)阻電(diàn)路中，功率永遠(yuǎn)不会為(wèi)零。此外，这是由于電(diàn)流和電(diàn)压的瞬时值始终為(wèi)负或正。同样，纯電(diàn)阻電(diàn)路的功率循环频率是電(diàn)流和電(diàn)压波频率的两倍。

纯電(diàn)阻交流電(diàn)路

交流電(diàn)路中仅包含纯電(diàn)阻（欧姆）的電(diàn)路称為(wèi)纯電(diàn)阻交流電(diàn)路。从技术角度来看，该電(diàn)路不包含電(diàn)容或電(diàn)感。交流電(diàn)压和電(diàn)流除了在電(diàn)路的任一方向上向后同步外，还同步地向前移动。因此，交流電(diàn)压和電(diàn)流呈现正弦波的形状，因此被称為(wèi)正弦波形。

在这些電(diàn)路中，電(diàn)阻消耗功率，而電(diàn)流和電(diàn)压的相位保持不变。電(diàn)流和電(diàn)压同时达到极大值。值得注意的是，電(diàn)阻器是无源组件，它既不产生也不消耗電(diàn)能(néng)。那么，電(diàn)阻器对纯電(diàn)阻電(diàn)路中的電(diàn)源有(yǒu)什么影响？它将可(kě)用(yòng)能(néng)量转换成热量。

如您所知，在交流電(diàn)路设计中，電(diàn)流与電(diàn)压之比取决于相角，相位差和電(diàn)源频率。此外，无论電(diàn)源频率如何，電(diàn)阻器的電(diàn)阻值都将保持恒定。

纯電(diàn)阻電(diàn)路更详细

在检查纯電(diàn)阻電(diàn)路设计的功率时，我们可(kě)以从下面的波形（红色，蓝色和粉红色）观察典型電(diàn)路的整體(tǐ)特性。从解析表示中可(kě)以看出，電(diàn)压和電(diàn)流是同相的。您还可(kě)以观察到電(diàn)压和電(diàn)流值同时达到最大值。您可(kě)以确定功率曲線(xiàn)对于与電(diàn)压和電(diàn)流有(yǒu)关的所有(yǒu)值始终為(wèi)正。

我相信您记得在直流（DC）電(diàn)源電(diàn)路中，電(diàn)流和電(diàn)压的副产物(wù)仍称為(wèi)電(diàn)源。尽管在交流電(diàn)路中相同，但此处的區(qū)别在于，在交流電(diàn)路中，我们考虑了電(diàn)流和電(diàn)压的瞬时值。因此，我们在纯電(diàn)阻電(diàn)路中找到的瞬时功率由下式表示。

瞬时功率，P = VI 

纯電(diàn)阻電(diàn)路的功率因数

首先，功率因数是什么意思？嗯，在電(diàn)气工程中，我们将功率因数（PF或cosφ）定义為(wèi)電(diàn)路中可(kě)以使用(yòng)的功率（有(yǒu)功功率P）与電(diàn)路中電(diàn)压和電(diàn)流相乘所得功率（视在功率，S）。此外，我们将PF定义為(wèi)从零到一的范围。

在直流電(diàn)路中，V x I的结果為(wèi)我们提供了電(diàn)路汲取的功率（P），单位為(wèi)瓦（W）。但是，在交流電(diàn)路中，这会发生偏差。因為(wèi)在交流電(diàn)路中，V x I的结果给出的是视在功率（S），而不是有(yǒu)功功率（P），因為(wèi)電(diàn)流和電(diàn)压不是同相的。

我们可(kě)以进一步定义交流電(diàn)路中的PF，如下所示：

1.将PF定义為(wèi)電(diàn)流和電(diàn)压之间的相位角的余弦值

2.将PF或cosφ定义為(wèi)電(diàn)阻（R）÷阻抗（Z）

3.PF或cosφ也定义為(wèi)：有(yǒu)功功率（P）÷表观功率（S）

因此，由于纯電(diàn)阻電(diàn)路的電(diàn)压和電(diàn)流同相，因此其PF為(wèi)1。

在纯電(diàn)感或纯電(diàn)容電(diàn)路中，電(diàn)流与電(diàn)路電(diàn)压异相90度；因此，cosφ= 90度。因此，这些電(diàn)路的PF為(wèi)零。RLC串联電(diàn)路的PF在零和一之间。

纯電(diàn)阻電(diàn)路具有(yǒu)与其他(tā)電(diàn)路类型不同的独特特性。但是，如果没有(yǒu)这些类型的電(diàn)路，像白炽灯这样的设备将是不可(kě)能(néng)的。