电容、电感以及复阻抗

电容、电感以及复阻抗电容器的实质就是两个靠的很近但相互绝缘的导电面，其基本作用是存储电荷（电能）。如果电容器的电容量为C，给它施加一个直流电压V，则电容被充电，充入的电量为Q=CV；当断开这个电压V时，电容中的电荷Q还将继续保存在电容中。电感器实际上就是线圈，也具有储能作用。如果电感器的电感量为L，使其间通以电流I，则线圈中就会产生磁链Ψ（磁通Φ与匝数N的乘积，即Ψ=ΦN，参见有关教科书），且：Ψ=LI。即电能转化成磁能的形式存储在电感中，当突然切断电流I时，该能量将释放，产生很高的自感电动势ε，该自感电动势经常就是击穿电路中半导体元件的元凶。但是，在电子电路中，电容和电感往往不是用作储存电能，而是作为交流电路中的“阻抗”元件，起到滤波、隔离直流（或交流）、调谐等作用。分析含有电容、电感的交流电路，需要涉及复数或向量的计算，请读者参阅有关的教科书。本书仅就与故障诊断直接相关的知识作必要的阐述。(1)电容的串联与并联将几个电容器（C1、C2……、Ci）串联连接时，其等效电容C、电量Q、电压V与各个电容上的电量Qi、电压Vi有如下关系：CiCCC121111ViVVV21QiQQQ21结论：电容串联后总容量减少；耐压提高。将几个电容（C1、C2……、Ci）并联连接时，其等效电容C、电量Q、电压V与各个电容上的电量Qi、电压Vi有如下关系：CiCCC21ViVVV21QiQQQ21结论：通过电容的并联可以增大电容量。(2)复阻抗、容抗、感抗如果引入数学中复数的概念，就可以将电阻、电感、电容用相同的形式复阻抗来表示。既：电阻仍然是实数R（复阻抗的实部），电容、电感用虚数表示，分别为：cjjXc1；LjjXL其中：ω=2πf是交流信号的角频率，Xc、XL分别称为容抗和感抗，可见容抗和感抗的大小与电路中信号的频率有关，因此分析起来比纯电阻的电路要复杂。(3)RLC串联电路及谐振有了复阻抗的概念，就可以分析由电阻、电容、电感组成的复合电路了，以RLC串联电路（由电阻R、电感L、电容C相串联组成的电路）为例，电路的总阻抗为：jRXcXjarctgLLeZeXcXRXcXjRZL22)()(由上式可以看出，当Xc=XL时，Z=R，此时电路的阻抗值最小，且呈现为纯电阻特性，此时电路为谐振状态。由Xc=XL，可以得出与电路参数相对应的谐振频率fo。∵LC1；∴LCfof21