在上面的RC串联电路中,我们可以看到流入电路的电流是电阻和电容共同的,而电压由V R和V C两个分量电压组成。
这两个分量的终电压可以通过数学方法找到,但由于矢量V R和V C异相90 ° ,因此可以通过构造矢量图以矢量方式将它们相加。
为了能够生成
交流电容的矢量图,必须找到参考或公共组件。在串联交流电路中,电流很常见,因此可以用作参考源,因为相同的电流流过电阻并流入电容。纯电阻和纯电容的单独矢量图如下: 两个纯分量的矢量图
交流电容矢量图
交流电阻的电压和电流矢量彼此同相,因此电压矢量VR被叠加绘制到电流矢量上。
我们还知道,在纯交流电容电路中,电流超前于电压 (ICE),因此电压矢量V C比电流矢量落后(滞后)90 ° ,并且与V R具有相同的比例,如图所示。 合成电压的矢量图
结果矢量图
在上面的矢量图中,线OB代表水平电流参考,线OA是与电流同相的电阻元件两端的电压。线OC显示电容电压落后电流 90 o,因此仍然可以看出电流超前纯电容电压 90 o。OD线为我们提供了终的
电源电压。
由于电流超前于纯电容中的电压 90 o,因此从各个电压降 VR 和 VC绘制的结果相量图代表了上面显示为OAD的直角电压三角形。然后,我们还可以使用毕达哥拉斯定理以数学方式找到
电阻器/
电容器 (RC) 电路上的合成电压值。 由于VR =
IR且V C = IX C,所施加的电压将是两者的矢量和,如下所示。
电压三角形
数量 RC电路的阻抗 代表电路的阻抗Z。
交流电容的阻抗
阻抗Z的单位为欧姆Ω ,是交流电路中电流流动的“总”阻力,包含电阻(实部)和电抗(虚部)。纯电阻性阻抗的相位角为 0 °,而纯电容性阻抗的相位角为 -90 °。
然而,当电阻器和电容器在同一电路中连接在一起时,总阻抗的相位角将介于 0 °和 90 °之间,具体取决于所用元件的值。然后可以使用阻抗三角形找到上面所示的简单 RC 电路的阻抗。