(2)这样一个正弦波形的交流电加到感性负载上,在感性负载的内部也会产生一个自感电势来对抗外加正弦波形电势引起电流的变化,如图2所示。由于自感电势的方向总是和外加电势方向相对抗的(楞次定律),所以在图2中虚线所示是自感电势感V和外加电势V是反相的关系,自感电势也是正弦波形。
由于自感电势的对抗,感性负载内部电流的产生滞后于外加电势。现在外加电势是正弦波形,那么在负载内部就具有一定滞后量的电流,其波形即也是正弦波形。
图3所示,在图中虚线所示就是感性负载中电流的波形(在正弦交流电路中,纯感性的负载中的电流滞后于电压90°)。
从图2和图3可以看出:
①当外加电压V的瞬时幅度达到最大值时(90°),电流I的瞬时幅度为0;
②当外加电压V的瞬时幅度下降为0时(180°),电流I的瞬时幅度为最大值;
③当外加电压V的瞬时幅度达到最大负值时(270°),电流I的瞬时幅度为下降0;
④当外加电压V的瞬时幅度回升为0(360°)时,电流I的瞬时幅度为最大负值。
依此循环,这就形成了在正弦交流电路中,电感性负载两端所加的电压和内部流过的电流在相位上不同步:当供电电路电压瞬时值(绝对值)达到最大时,其电流瞬时值为0;当供电电路电压瞬时值降为0时,其电流瞬时值(绝对值)即达到最大值。
通过对图3的分析可以得出如下结论:在正弦交流电路中,纯电感两端的电压超前电流90°。或者说,电流滞后电压90°,如图4所示。
当电流达到最大值时,供电电路的电压为零。这就造成了一个恶果;即在电流达到最大值时,因为电路电压为零,感性负载内部的电流会回流到供电电路中。由于工业系统中的感性设备功率庞大,这些回流的电流也是巨大的,这些回流的电流和原来电路中电流叠加,这就增加了供电线路的负荷,线路压降增大、增加电能的损耗。这是供电、用电部门都不愿意看到的,必须要解决的。
功率因素校正:
功率因素的校正就是禁止电感性负载的电流(感性电流)回流入电网,始终要保持电网中的电流和电压相位相同。
解决的方法:就是在靠近电感性负载的两端并联一个容量适合的电容器,使回流的电流流进电容器,对电容器充电。使电容和电感之间不断的充电、放电进行能量的交换,来维持感性负载的电磁感应过程。而供电线路不受影响,既保证了供电电路电压和电流的同相关系,又保证了用电方能量的利用。现在工业供电、用电系统的大“电容器柜”“、电力电容器”就是干这个用的。