电感电路中电压电流的表达式有以下几种:
1、瞬时值表示:uL=Ldi/dt。
2、有效值表示:UL=ωLl。
3、复数(相量)表示:UL=jωLl。
纯电感电路是指除交变电源外,只含有电感元件的电路。电感两端的电压与电流同频,但电压比电流的相位超前π/2,线圈不消耗能量。以下有几个要点:
1.纯电感电路:只有电感线圈的交流电路
2.纯电感电路的电流与电压的大小关系——欧姆定律
I=U/ XL =U/ωL=U/2pfL——I与U成正比
(Im=Um/ XL成立,但i=u/XL不成立(bu cheng li))
3.电感电流与电压的相位关系
电感电压比电流超前90°(或 p/2),
即电感电流比电压滞后90°,φ(___)u-φi=p/2
只能写成i落后于u90°或电流的有效值相量(最大值相量)落后于电压的有效值相量(最大值相量)90°,但不能写成I落后U或Im落后Um。
一个忽略了电阻的空心线圈和交流电流源组成的电路称为“纯电感电路”。在纯电感电路中,电感线圈两端的电压u和自感电动势el间(当约定它们的正方向相同时)有
u=-el
因自感电动势
故有
如果电路中的电流为正弦交流电流i=imsinωt,则
其中um=imωl为电感两端电压的峰值。纯电感电路中的电压和电流波形。由此可见,对于纯电感电路:(1)通过电感l的电流和电压的频率相同;(2)通过电感l的电流峰值和电压峰值的关系是
um=imωl
其有效值之间的关系为
u=iωl
由上式可知,纯电感电路的电压大小和电流大小之比为
ωl称为电感元件的阻抗,或称感抗,通常用符号xl表示,即
xl=ωl=2πfl。
式中,频率f的单位为赫兹,电感l的单位为亨利,感抗xl的单位为欧姆。
总之,电压有效值等于电流与感抗的乘积。