如何在电路中分析电流和电压大小

如何在电路中分析电流和电压大小

电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，功率因数是0.7 (如果大部分设备的功率因数小于0。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求，系统运行则更有效率，虽然仅仅使用70个单位，用符号cosΦ表示，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S
功率因数的大小与电路的负荷性质有关。
(1) 最基本分析：设备功率为100个单位。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率.9时，将被罚款)，这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等)，又叫感性负载。
(3) 高级分析：在感性负载电路中：每种电机系统均消耗两大功率， 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数，却要付100个单位的费用。在这个例子中。功率因数低。功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高。很不幸。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数是马达效能的计量标准。
(2) 基本分析，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大， 从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失在交流电路中。功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。保尔金能使两个峰值重新接近在一起：拿设备作举例。例如，分别是真正的有用功(叫千瓦)及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中

分析这一电阻串联电路，要搞懂以下几个方面的问题。 1．串联电路总电阻愈串愈大 在电阻串联电路中，电阻串联后的总电阻会增大，即电阻串联愈多，电路总的电阻就愈大，这是两只电阻的串联电路，总电阻等于两只电阻之和，如果有更多的电阻串联，则串联电路的总电阻r＝r1+r2+r3……。电阻器串联电路中的总电阻等于各参与串联电阻器的阻值之和。 如果需要一只2 kω的电阻器，而手上没有这一阻值的电阻器，但有两只1 kω电阻器，将这两只电阻器串联后就能得到所需要的2 kω电阻器。 2．串联电路中电流处处相等 在串联电路中，流过电阻r1的电流是i1，流过电阻r2的电流是i2，串联电路中总的电流是i，如图1－28（b）所示，根据节点电流定律可知，流过各串联电阻的电流相等，且等于串联电路中的总电流，即i＝i1＝i2。如果电路中有三只或更多的电阻器相串联，流过各电阻器的电流都是相等的，且也等于串联电路中的总电流。 当电源电压+v大小保持不变时，如若串联电路总的电阻在增大，则电路中总的电流将减小，流过串联电路中各电阻的电流也将减小。 电阻串联电路的这一电流特性揭示了这样的一个特性：串联电路中各电阻器要么同时有电流流过，电路中就有电流流动，要么各串联电阻器中都没有电流流过，电路中就没有电流的流动。 电阻器串联电路这一电流特性对检查串联电路故障非常有用，只要测量电路中的任何一只电阻器有电流流过，便可以知道这一电路工作是正常的，反之只要测量电路中任何一只电阻器中没有电流的流过，那说明这一电路中没有电流的流动。 上面解说了利用电路特性指导电路故障检查的思路，在电路故障检修中，就是像这样对形形色色故障进行逻辑分析和检查，不了解电路的工作原理和特性，检修工作一定带有盲目性，甚至是错误的。 3．串联电路的电压降特性 根据欧姆定律可知，电阻上的电压等于该供稜垛谷艹咐讹栓番兢电阻的阻值与流过的电流之积，即u=i×r。例如，电阻r1上的电压降u1＝r1×i1，电阻r2上的电压降u1＝r2×i2。在电阻串联电路中，由于电路中的电流处处相等，这样就可以方便地知道，阻值大的电阻器上的电压降大。例如，当r1的阻值大于r2的阻值时，电阻r1上的电压降大于电阻r2上的电压降，在分析串联电路中哪个电阻器上的电压降大时，就可以利用这一电路特性，找出电阻值大的电阻器即可，显然这样的电路分析相当简单，便不了解串联电路的特性时，电路分析就不会变得如此的简单。 在串联电路中，各电阻器上的压降之和等于电源电压+v，如图1－28（b）所示电路，电阻r1上的电压降是u1，电阻r2上的电压降是u2，u1＋u2＝+v。 了解串联电路的电压特性，对电路故障的检修至少可以带来以下两点方便： ①电路中测量电压比测量电流方便许多，测量电流要断开测量点，然后串入万用表的表棒，而测量电压不需要断开电路，直接将两支表棒并联在电阻器两端即可。当需要测量流过串联电路中电阻器r1的电流时，两支表棒直接接触r1的两根引脚，测量该电阻器上的电压降，再除以该电阻器的阻值即可，得到流过电阻r1 电流大小，该电阻器的阻值标注在电阻器外壳上，查看很方便。 ②如果测量串联电路中某个电阻器上的电压为0v，同时直流工作电压+v正常，就可以说明串联电路中的没有电流，串联电路存在开路故障。反之，若测量某个电阻器上有电压，说明这一串联电路工作基本正常。用这种测量电阻器两端电压的方法检查串联电路是否开路是相当方便的。 分析这一电阻并联电路，要搞懂以下几个方面的问题。 1．并联电路总电阻愈并愈小 在电阻并联电路中，电路的总电阻是愈并联愈小，这一点与串联电路的总电阻恰好相反。如果两只20 kω的电阻器相并联，并联后总的电阻是一半，即为10 kω。 在电阻并联电路中，各电阻并联后总电阻r的倒数等于各参与并联电阻的倒数之和，即1/r＝1/r1＋1/r2＋1/r3……。 2．并联电路总电流等于各支路电流之和 如图1－31（b）所示电路，流过电阻r1 的电流是i1，流过电阻r2的电流是i2，并联电路的总电流是i，从电源+v流出的电流分成两路，一路流过电阻r1，另一路流过电阻r2，根据节点电流定律可知，各支路电流之和等于回路中的总电流，对这一具体电路而言是i ＝i1＋i2。如果有更多的并联支路，便有i＝i1＋i2＋i3＋……。 在并联电路的各支路中，支路中的电流大小与该支路中的电阻器阻值大小成反比关系，阻值大的电阻器支路中的电流小，阻值小的电阻器支路中的电流大，从i=u/r公式中可以理解这其中的道理。当电阻r1的阻值大于r2的阻值时，电流i1小于电流i2。 3．并联电路的分流作用 从并联电路中可以看出，电源+v流出的总电流被分成两路，即总电流被分流了，将总电流i分成i1和i2，当有更多电阻并联时，可以将总电流分成更多的支路电流，只要适当选择各支路中电阻器的阻值，便能使各支路获得所需要的电流大小。这样的电路称为分流电路，在实用电路中到处可见。 4．并联电阻两端电压相等 如图1－31（b）所示电路，电阻r1上的电压为u1，电阻r2上的电压为u2，从电路图中可以看出这两只并联电阻两端的电压相等，在这一具体电路中还等于直流工作+v，因为电阻是与直流工作电压+v直接并联。