电容元件上的电压、电流关系

选择、i的参考方向关联，如图4-15(a)所示，图(b)为其相量模型图。

设，电容中将产生电流。

则有

式中

令

其中为电容的电抗，简称容抗，单位是欧姆，用Ω表示。称为复容抗。

电压与电流的相量关系为

在正弦交流电路中容抗和电阻R有类似的性质，都是对电流起阻碍作用的。但电阻与电源频率无关，容抗与电源的频率成反比，即f越高越小，阻碍电流通过的能力就越弱，电流越容易通过，当时,，这时电容相当于短路；当f=0时（即直流）， ，这时电容相当于开路。总之，电容元件具有“通高频，阻低频，隔直流”的作用。

温馨提示

电容元件电压和电流为同频率的正弦量；

电容元件的电流超前端电压90°；

电容元件电压和电流有效值关系：；

电容元件电压和电流相量关系：     

电容元件的功率

（1）瞬时功率

在关联参考方向下，设

则电容元件吸收的瞬时功率为

电容元件的瞬时功率是一个2倍于电压（或电流）频率的正弦量，如图（4-16）所示，既有吸引储能（充电）；又有释放储能（放电）。且一周期内吸引的储能和释放的储能相等。

（2）平均功率  

从波形可以看出，电容在一个周期内吸收的平均功率为零。即

（3）无功功率

P等于零说明电容元件在一个周期内并不耗能，但元件与电源之间的能量交换始终进行，同样，衡量电容元件与电路之间能量交换的规模可用无功功率来表示，即

正弦交流电路中的电阻、电感、电容元件，是研究交流电路的基础，应熟练掌握。其电路特点及电压、电流的关系如图所示。