单选题
在正弦交流电路中,流过纯电容的电流与它两端的电压在相位上是( )
A
同相
B
超前900
C
滞后900
D
反相
答案解析
正确答案:B
解析:
本题考查正弦交流电路中纯电容元件的电压与电流相位关系,属于正弦稳态电路分析中的基础概念。
解析如下:
在纯电容元件中,其基本伏安关系为:
i(t) = C · du(t)/dt
设电容两端电压为正弦量:
u(t) = U_m sin(ωt)
对其求导得电流:
i(t) = C · d[U_m sin(ωt)]/dt = C · U_m ω cos(ωt) = C U_m ω sin(ωt + 90°)
可见,电流表达式比电压表达式超前90°(即π/2弧度)。
因此,**流过纯电容的电流在相位上超前其两端电压90°**。
选项分析:
A:同相——错误。仅适用于纯电阻元件。
B:超前90°——正确。符合电容的微分特性及相量分析结论。
C:滞后90°——错误。这是纯电感元件的相位关系(u(t) = L·di/dt,电压超前电流90°,即电流滞后电压90°)。
D:反相——错误。反相指相位差为180°,对应纯电抗性元件串联谐振失配或特定配置,但非纯电容固有特性。
核心知识点:
1. 纯电容的阻抗为 Z_C = 1/(jωC) = −j/(ωC),其相角为 −90°,表示电压相量滞后电流相量90°,等价于电流超前电压90°。
2. 相量图中,以电流为参考(沿正实轴),则电容电压相量位于负虚轴方向;若以电压为参考,则电流相量位于正虚轴方向。
3. 物理本质:电容储能依赖于电压变化率,电流最大值出现在电压过零且变化率最大处,而电压最大值出现在电流为零处,故电流先达到峰值,体现超前特性。
综上,正确答案为 B。
相关知识点:
纯电容电流超前电压90度
题目纠错
