纯电感电路电压超前电流90°的本质原因.doc

纯电感电路电压超前电流90的本质原因 吴江川一 PN节实验判定电压U与感生电动势E：一次实验中把一只整流二级管接在了一小型（220/36）变压器一次侧，二次开路（空载），变压器严重发热异常，后又并联反相接入一只整流二级管，可通过正弦交流电，空载变压器正常如初，接线如图，空载变压器电阻很小近视纯电感电路，PN节单向导电必须加正向电压，结合分析纯电感电路波形图顿悟如下，得出正确的纯电感电路波形图， 参看两图：（0180）周期内，电流从整流二极管流过，即导通，截止，（180360）周期内电流从整流二极管流过，即导通，截止，根据二极管PN结单项导通的必要条件必须加正向电压，电压为君，电流为臣，即电压决定电流，没有电压就没有电流，（0180）导通，截止，A点电位必须始终高于B点电位，并大于结电压，（）。在(090)，U的极性上正下负，E的极性上正下负，波形下降，导通，必须ue，u克服e的反相电压阻滞，推动电流流过，u、i同方向，i(ue)R。（90180）U的极性反向，上负下正，E的极性反向，上负下正，波形上升，本应截止却没有截止电流仍按原方向继续流动，根据的PN结导通条件必需是eu，e克服u的反向电压阻滞，推动电流继续流过，e、i同方向，i(eu)R，同理(180360),i从流过，即导通，截止，必加加正向电压，并大于结电压。（180270）U的极性上负下正，E的极性上负下正，波形下降，导通，必须是ue，u克服e的反向电压阻滞，推动电流流过，u、i同方向，i =(ue)R，（270360）U的极性反向，上正下负，E的极性反向，上正下负，波形上升，电流继续流过，根据 PN结的导通条件必需是eu，e克服u的反向电压阻滞，推动电流继续流过，e、i同方向，i =（eu）R。由于EU，经如上分析PN结实验判定U与E的相位差接近但不等于180(180），I接近90但不等于90（90），u与e的方向相反，这才是E的正确相位.，线圈电阻越小越接近180，-e虚线波形越接近u的波形，由于E的隐性存在不好直接测量，这就照成了教科书中U与E相位的错误判断。二电感铁芯的磁化过程：电流电磁场磁化铁芯磁通，寄生在一起闭合在磁路内，虽有小小磁滞，但仍同生共死，1电源U对铁芯充磁储能：（090）、（180270）两个区间，电源u电压波形由最大到零，下降区间，电流波形上升对无磁铁芯充磁，e由所产生，应由电源电压的电流电磁场产生，所以u大于e，0和180，u的电压幅值最大，线圈电阻R很小，可导致电流突变I（）最大，相对应产生的e最大，e对u的阻碍最大（ue）的差压很小，（ue) Ri，电流反而最小，变化率最大，随着u的下降电流突变变小I()减小，（ue）的差压变到最大，同理电流升到最大值，励磁电流的电磁场全部磁化铁芯（）完成铁芯全部磁化充磁储能，2电感实验新解读：接上直流电源的电感线圈，电流缓慢上升，电磁场磁化铁芯充磁完毕，自感电动势消失，电流稳定在UR的数值上，储存磁能，拉开开关断开电源直流电磁场消失，在电感线圈两端会产生数倍直流电压的自感高电压，原因是铁芯磁通失去赖以生存的电磁场，磁通也突然消失，特别大，储存的磁能瞬时释放能产生几十倍的高压，有些电气就是利用自感高电压工作的，有些电气（直流继电器）需加装续流二极管消除有害的自感高压，原理是以自感电动势做电源通过二极管构成回路产生电流（方向与直流励磁电流方向相同），电磁场托着磁通轻轻放下释放磁能，结论是铁芯磁化储存磁能必要放磁释放磁能，磁化电流与放磁电流方向相同，续流放磁软着陆突然失磁能产生高电压，电流与磁通基本同相位。3.自感电动势E续流放磁归零释放磁能：（90180）、（270360）电源电压波形上升区间，铁芯以全部磁化，若突然失去电磁场的依托，失磁会产生很高的大于u几倍的自感电压，此时u以反向增大，电流若由u生成，电磁场将对铁芯反向消磁，产生的叠加电动势e会更高，所以e能大于u，电流i(eu) R，eu，e克服u的阻碍，按照充磁电流的方向继续流动，i的电磁场托着磁通释放磁能，开始放磁时（eu）的差压最大，i也最大，拖住磁通能力强，失磁慢e反而小，随着u的上升，阻碍e能力增强，（eu）差压减小，电流减小，托磁能力变差，失磁快（）大，e反而最大。自感电动势e克服u的阻碍，自己续流，电磁场托着磁通放磁归零，全部释放储存磁能。 综上所述e以电源电压u的波形为模板参照其变化，遵循楞次定律，化矛盾为统一，铁芯充磁放磁自如。三 电压电流的君臣主次关系：稳定的中性原子，质子电子数对应相等，在电场力的作用下容易得失电子的物质是导体，反之是绝缘体，丢失电子的原子要“失子心痛”是正电荷，得到多余电子的原子要“婆媳不和”是负电荷，它们都是想要恢复稳定状态的不稳定状态，用机械摩擦方法使绝缘体得或失电子产生静电，静电不易消失能自储存，导体切割磁场生电，电磁感应是磁场在导体内分解出来彼此独立正负电荷群并集向两端，电来去匆匆不能自储存，电容器依靠两极板间的正负电荷静电吸引力储存电荷（电能）储存电压，随时通过导体中和正负电荷形成放电电流，综上分析电压和电动势是一群彼此独立的正电荷、付电荷想要综合在一起，集体电场合力的数学量化，电荷越多合力越大，电压越高夺取异性电荷以及穿透力越强，电压电动势都是电的源泉，电流是正负电荷经过回路综合在一起的过程，放出热、光、电磁场，所以电压为君，电流为臣，没有电压就没有电流。四总结：纯电感电路电压超前电流的本质原因是电源电压U与自感电动势E的共同作下，使电流滞后了90，首次用PN节判定U与E的相位，花岗岩般坚实的物理实验，需要读者老师您的指教和验证，相当期待您的指教1838839216 ，敬请您参读另一篇关联文章我在2013年10月5日百度文库上传的变压器工作原理一文。