动态来分析电压电流的超前滞后现象具体是怎样的

动态来分析电压电流的超前滞后现象具体是怎样的

电压电流的超前与滞后这个概念是相对于电流和电压之间的关系⽽说的。

⽐如是容性负载（电容器），那么他会导致最终电流超前90度，如果是电感则产⽣最终电流超前－90度（即滞后90

度） 反过来说，在平⾯直⾓坐标系中，假设电压为X轴⽔平⽅向，则是否超前则为Y轴垂直⽅向，当为容性负载时为Y

正半轴部分，感性负载为Y负半轴部分 ⽆论是正超前还是负超前（滞后）都会导致功率因数下降，⽽纯阻性负载其超前

⾓是0度，这个时候功率因数为1，正因为容性和感性具有这种相反的性质，那么当使⽤电动机等感性负载时，会导致严

重的负超前，这个时候就应当使⽤⾜够的电容器进⾏补偿，使其⽆限逼近0度，保证功率因数⽆限的逼近1。

总之，功率因数下降，⽆论是正超前还是负超前都回导致下降，只有为0时才是最⾼的，⽽感性负载⼀应⽤就肯定是负

的了。所以就要⽤电容补偿让他接近0。

如下图，由于Sin［ωt］在求导或积分后会出现Sin［ωt±90°］，所以对于接上了正弦波的电感、电容，横坐标为ωt时

可以观察到波形超前滞后的现象，直接从静态的函数图上看不太容易理解，还是做成动画⽐较好。

下图是电感的，⽤红⾊表⽰电压，蓝⾊表⽰电流。如果接上理想的直流电压表、直流电流表，可以观察到电压的变化超

前于电流，电流的变化滞后于电压。时间增加时，纵坐标轴及时间原点会随着波形⼀起往左移动。

如果把波形画在⽮量图右⽅，就是下⾯这种动画，但横坐标右⽅是过去存在的波形，指向过去，是－ωt。虽然波形反过

来了，但电压的变化仍然超前于电流，电流的变化仍然滞后于电压。时间原点⼀直随着波形往右⽅移动，函数图中的纵

坐标轴并未与横坐标交于原点，交点所代表的时间⼀直在增加。如果不注意，超前滞后的判断很容易出错。

理解超前滞后这⼀概念⽤相量图是最好的，从测量数据来观察或者从静态波形上观察都不太直观⽽且容易出错。下图是

电容的。电压的变化滞后于电流，电流的变化超前于电压。坐标系右⽅是未来，左⽅是过去。

横坐标是－ωt时，电容的电压的变化仍然滞后于电流，电流的变化仍然超前于电压。因为此坐标系左⽅是未来，⽽右⽅

是过去。

下图是电阻的。电压函数电流函数同相。

下图是三者串联的情况，没画相量图和波形图。但从指针的变化可以判断：电流相同时，电感和电容的电压函数反相。

没画总电压，因为总电压有可能超前于总电流，也有可能滞后于总电流，也有可能两者同相，同相时为谐振状态。

以前还做过这种，元件右边标的是电压电流的参考⽅向。⽤不同的颜⾊描述电压的⼤⼩，蓝⾊＞黄⾊＞红⾊；⽤不同的

粗细和箭头描述电流的⼤⼩和⽅向，⽽且把电感、电容充能的效果也做进去了，电流最⼤时电感磁场能最⼤，电容电场

能最⼩。

但是，就解释超前滞后这⼀概念的话，指针表的动画更直观。