单选题
R—L串联电路中电感元件两端电压与电流相位关系为( ).
A
电压落后电流φ角
B
电压超前电流φ角
C
电压超前电流90°
D
电压落后电流90°
答案解析
正确答案:C
解析:
在交流电路中,电感元件(L)具有阻碍电流变化的特性。根据电磁感应定律,电感两端的感应电动势与电流的变化率成正比。
对于正弦交流电,当电流 $i$ 随时间变化时,电感两端的电压 $u_L$ 可以表示为:
$$ u_L = L \frac{di}{dt} $$
假设流过电感的电流为 $i = I_m \sin(\omega t)$,则电感两端的电压为:
$$ u_L = L \frac{d(I_m \sin(\omega t))}{dt} = \omega L I_m \cos(\omega t) = \omega L I_m \sin(\omega t + 90^\circ) $$
从上述数学推导可以看出:
1. 电压的相位是 $\omega t + 90^\circ$。
2. 电流的相位是 $\omega t$。
3. 电压的相位比电流的相位大 $90^\circ$。
因此,在纯电感元件中,**电压超前电流 $90^\circ$**(或者说电流滞后电压 $90^\circ$)。
**注意区分:**
* 题目问的是“**电感元件两端电压**与电流”的关系,而不是整个 R-L 串联电路的总电压与电流的关系。
* 如果是问整个 R-L 串联电路的总电压与电流的相位差,则是超前一个角度 $\varphi$ ($0^\circ < \varphi < 90^\circ$),对应选项 B 的描述形式,但数值不对。
* 既然明确指定是“电感元件”,其固有特性就是电压超前电流 $90^\circ$。
故正确答案为 **C**。
相关知识点:
R-L串联,电压超前电流90°
题目纠错
中级电工(官方)
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