Question

在纯电容电路中电圧与电流的关系是怎样的？

Answer 1

在纯电容电路中，由于电容的充放电作用，电流是提前于电压90度（四分之一周期）的。以上指交流电流。而在直流电流中，只是在接通的一瞬间有充电电流，一般5倍时间常数（等于回路电阻和电容量的乘积）就可充足至最大容量的99.97%，一倍63%，二倍87%，三倍93%，四倍97%。按理论计算充足电时间是无限长，但以后电流很小忽略不计。
如果感兴趣，请看我写的小文章：
1-21. 电阻与电抗是什么关系？

答：电阻（R）的单位是欧姆（Ω），阻抗（Z）的单位也是欧姆，但电阻是对运动的电子实实在在的阻力，而阻抗就不一定了。
阻抗（Z）分为电阻（R）和电抗（X）两个部分，电阻是消耗电能的，但电抗不消耗电能，对能量而言，电抗是吞吐关系，电阻就像一个小孩吃冰糕，一会就吃完了，电抗就像一个小孩吃水晶做的冰糕，只是过过嘴瘾而已，吃的和吐的一样多，永远也吃不完。

电阻对直流交流一视同仁，效果完全相同。而电抗却只对交流有作用，对直流而言，电抗永远等于零（感抗）或无限大（容抗）。

电抗（X）又分为感抗（XL）和容抗（XC），感抗（XL）的大小与交流电的频率（f）成正比，与元器件的电感量（L）成正比。
容抗（XC）的大小与交流电的频率成反比，与元器件的电容量（C）成反比。

形成电阻的原因是运动的电子与静止的分子或原子的碰撞，碰撞消耗了动能，会生热，所以，电流通过导体会发热。
形成感抗的原因是电流在感性器件中形成磁场要耗能（动电生磁），但当电路中电压减小时， 这个磁场又发电了（动磁生电），又把电能回馈到电路中去，负半周也一样。所以纯电感电路中电流要落后于电压四分之一个交流电的周期，也就是90度，这就是电流落后于电压的原因。
形成容抗的原因是因为电容器能够储存电能，开始时电容器上没有电，当正半周时电路会给电容器充电，但当交流电正半周最大值时，电容器已充饱，所以电流反而为零了，当电压经过最大值之后减小时，电容器又把刚才充进的电能，趁着线路电压的降低又回馈到电路中去，当电压过零时，电流反而最大，负半周也一样。所以纯电容电路中电流要提前于电压四分之一个周期，也就是90度，这就是电流提前于电压的原因。

感抗和容抗方向的相反的，可以抵消或抵消一部分（那就看谁大了）。
实际应用的电力电路中，感抗占主要成分，这是因为变压器、电动机、电磁铁、接触器都是感性元件，会使功率因数（就是电流落后于电压实际角度的余弦值，用符号cosφ表示）降低，而功率因数降低会使有功功率P（单位：瓦W）变小，无功功率Q（单位：乏尔var）变大，视在功率S（单位：伏安VA）变大，线路和主供变压器损耗变大。解决的办法是在电路上并联电力电容器，抵消或抵消一部分感抗来提高功率因数。

如何计算阻抗Z？
电路中有三个参数：电阻值R、电感量L、电容量C。
先用电感量、电容量根据交流电的频率，计算出感抗和容抗，比较二者哪个大，感抗为正值，容抗为负值，先进行互抵，绝对值大的减去绝对值小的，差值进行平方计算（自乘），然后和电阻值的平方相加，把和进行开方，其根值就是阻抗。

Answer 2

纯电容上的电流是 电容量乘电压对时间的微分，即：I＝C×dU/dt。 由此可知：①、电压恒定时，纯电容通电的瞬间因为dU/dt为∞，所以电流无限大，电压瞬间升至最大值，电荷量等于电压×电容，随后因为dU/dt＝0，所以电流为0。 ②、当有电阻时，RC＞0，电容上的电压随通电时间按e的－t/RC次方的规律向稳态接近，电流的变化方向与电压的变化方向相反，由电容看作短路时的电流向0接近。 ③、当电压为非稳定电压时，电量随电压变化，所以会交替的充电和放电，因而电流随电压大小而正负交替变化，具体要看电压的脉冲波形。但依然是电流是电压的微分关系，即电流的大小是电压的变化率大小。 ④、当电源为正弦交流电时，因为正弦波的微分是超前90°的正弦波，所以电流为超前90°的正弦波。

Answer 3

直流电路还是交流电路？