(接之一)
二、电阻的VI曲线
电阻的电压、电流方程zui为大家熟悉。即R=V/I。方程说明在电阻负载上,电压和电流是线性关系。显示在VI平面上,就是一条过零点的斜线。其斜率大小表示其阻值。如下图:
(见图一)
当电阻增加时,斜率减小,斜线向水平方向变动;当电阻减小时,斜率增大,斜线向垂直方向变动。
三、电容的VI曲线
通常情况下人们不关心电容的电压、电流方程。但它对电路测试仪来说,却是十分重要的。现将其方程推导如下:
电容的数学模型为:
du
i = C--------
dt
即将一个交变电压施加在电容上,通过电容的电流和电压随时间的变化成正比。比值就是电容值。将正弦波:V = VM Sinωt 加在电容上,我们就有:
du d
i = c------ = C------(VmSintωt) = VmωCcosωt
dt dt
因此,加在电容两端的电压和电流给出为:
V = VM Sinωt
i=VMωc cosωt
为了在VI平面上将电压和电流关系表现出来,将上两式平方后求和,整理后得到:
u 2 i 2 2 2
(--------) + (------------) = Sin ωt + cos ωt
Vm Vmωc
因为:
2 2
Sin ωt + cos ωt =1
可消去时间参数t,得到电容的VI曲线方程:
u 2 i 2
(--------) + (------------) = 1
Vm Vmωc
这是一个椭圆方程。其中:
VM:正弦波幅值;
ω:正弦波的角频率,并且ω=2Лf,f为正弦波频率;
C:电容值。
这是在理想电压源作用下电容的VI曲线方程。实际进行VI曲线测试时,总要给电压源串上一个输出电阻R。考虑到R的影响,电容的VI曲线方程变为:
u 2 i 2
(--------(1+Rωc)) + (----------(1+Rωc)) = 1
Vm Vmωc
从上式可以看出:
当 u=0时,
c
i = Vmω------------
(1+Rωc)
当i=0时,
Vm
v = ------------
(1+Rωc)
由此可得出下图:
(见图二)
如果我们希望得到一个很圆的电容曲线,在f=48Hz,横轴单位取:伏,纵轴单位取:毫安时,可以算出电容约为3.3V。(待续)。