若交流电从0开始接入电容,电压不是突变的,电容电压是不是和交流电压始终同步,没延迟?电流始终为0?
电容两端的电压不是不能突变吗
这个图中电容的一端已经接地,信号归零了,所以看不到突变信号经过电容后的情况。按下图仿真即可看到电容两端的电压不能突变的情况:
注意电容下端在下降沿产生的负向尖脉冲,这个就是电容两端电压不能突变造成的。
电容上的电压和电感中的电流为什么不能突变
从能量的角度来进行分析和理解:
电容储存的电场能量E=1/2CV2。这里,G是电容器的电容,V是电容器两个极板上的电压。等式两边对时间取导数,就得到:
dE/dt=(1/2)C×2V(dv/dt)=CV(dv/dt)
其中,能量E对时间t的变化率就是功率P,P=dE/dt;CV=Q表示电容器中所存储的电荷量。于是:
P=Q(dv/dt),
Q是一个常数。
我们考察这个等式,任何电器的功率P都不会是无穷大,因此等式右连的dv/dt就不会是无穷大。从数学上讲,dv/dt不是无穷大,就是说V不能突变。由此,电容器上的电压不能突变,本质是电容器上储存的电场能量不会突变,即它的功率不会是无穷大。
对于电感:u(t)=L*di(t)/dt,若di(t)不为0而dt=0,即电流突变,u(t)=无穷大
如果你能制造出一个电流源,它能提供无穷大的输出电压,用它去给一个电感供电,那么电感电流就可突变,
对于一个通有电流的电感,如果在零时间内切断电流,那么电感上就会产生无穷大的电压,单在实际系统中:
1)你不可能在零时间内切断
2) 即使在极端的时间内切断,其产生的高电压会击穿空气或绝缘来保持电流的连续。
所以,电感中的电流也无法突变。
为什么电容电压不能突变的,而电流是突变的,电流不也是慢慢变大的吗
给电容两端加一个直流电源,最初的一瞬间,其两端的电压仍为0,而电流是瞬间就变到很大,其后的过程是电容电压逐渐升高为电源电压,电流由最大逐渐变为0,因为电容对直流电源来说相当于开路,回路的最终状态电流为0。突变与否都是分析回路状态变化最初的一瞬间电流、电压变化的情况。
对于电容来说,电压在开关闭合前后永远相等,电流可能从0瞬间变到很大,也可能瞬间从很大变为0。在电力电子电路图中,电容电压随时间轴的曲线永远都是连续的,电流则可能从正向瞬间变为负向。
电容具有电流可以突变,电压不能突变的特点。什么意思?
电容储存电荷就像水库可以储水一样,可以有大流量的洪峰涌入(相当于电流),但是水库的水位(相当于电压)不会突然增大,只会慢慢上升。