交流纯电容电路的分析计算

1、电压和电流的关系
1）将电容器接在交流电源上组成的电路，并略去电路中的一切电阻和电感，叫做纯电容电路。
2）电容器是两个彼此绝缘又互相靠近的导体，是储存电能的元件。在交流电压的作用下，随着电压的不断交变，在电容元件中不断地进行充电和放电，电路中就会有持续的交流电流通过。
3）当电源电压为正值时，电容器被充电，电路中有充电电流；当电源电压下降时，电容器向电路放电，电路中有放电电流；在交流纯电容电路中，电流i与电荷的变动速率(dQ/dt)或与电容两端电压的变动速度(C·du/dt)成正比。当正弦电压是零值时，它的变动速率最大，因而此时电流具有极大值；反之，当电压是最大值时，它的变动速率等于零，因此这时电流值等于零。
纯电容电路中，电容电流为

i=Cdu/dt=CUm•dsinωt/dt

=ωCUmcosωt=Imsin(ωt π/2）

从式中明显看出在纯电容电路中， 电流在相位上超前电压π/2弧度(90°)，且Im=ωCUm。

2、容抗

在纯电容电路中，电容周期性地被电源充电和对电路放电，故电容器两极上建立的电压极性与电源电压极性总是相同的，因此电容器极板上的电压相当于反电势，对交流电流具有阻碍作用，这种碍流作用称为电容容抗(简称容抗)，用符号Xc表示。其电流比外施电压超前π/2相角，且同频率。

电容器的容抗Xc与交流电的频率和电容器本身的电容量C成反比，即

Xc=1/2πfC=1/ωC

式中Xc--容抗，Ω；

f--频率，Hz；

C--电容量，F。

3、容性无功功率

为了衡量电源与电容电路间能量交换的情况，将瞬时功率的最大值称为容性无功功率，用字母Qc表示，单位为var或kvar。