电容电感电阻在交流电路中相位关系的仿真和结论

1、笔者将电阻 电感 电容和一个电流源串联，并且在每个元器件周边都添加了电压表和电流表，作为一种检测手段。

2、笔者将交流电流源（红框1）物理参数设定为：

5A（红框2）——50HZ（红框3）；

这样可以知道他的周期是：0.02s；

最后点击：ok（红框4）；

3、然后将电阻（红框1）设定为：50欧姆（红框2）；

注：其他元器件默认，不做修改。

4、为了显示电压表电流表的参数变化，添加一个显示窗口（红框2）；

因为周期是0.02s，所以讲仿真时间设定为0.04s（红框1）；

也就是两个周期的时间。

1、打开显示窗口，点击：开始（红框1）；

因为本例子结构简单，一般直接就有结果显示（红框2）；

注：图中显示的波形是3个电压表和3个电流表的示数变化。

2、分析电流表的窗口，可以发现电流的波形是一模一样的（红框1）（红框2）；

并且周期是：0.02s（红框3）；这说明电流就是笔者设定的交变电流源提供的。

注：符合串联电路的电流特性；

3、下面分析电阻两端的电压和电流的关系：

上面的曲线代表电阻两端的电压（红框1）；

下面的曲线代表电路中的电流曲线（红框2）；

可以看出从t=0开始，两端曲线频率一样（红框3）（红框4）；

注：电阻两端电压最大值250V左右，这是对的（因为设定的电流5A，电阻50欧姆。所以电压=250V）；

4、下面对电感两端的电压电流相位做了分析：

1、上面是电感两端的电压变化（红框1）；

2、下面是电路中电流的变化曲线（红框2）；

从上面的电感曲线0点位置（红框3）可以看出，电感两端的电压不会突变，是经过短暂的电压拉升的。

并且通过时间轴的对比，可以看出：

3、电压电流的周期是一样的（相同的角频率）；

4、下面的曲线0点时候落后于上面的0点；

5、上面的0点相当于下面的0.005s时刻（1/4周期）（红框0）；

总结：

理想情况下：交流电路中，电感两端电压相位超前其电流相位1/4周期；

5、下面对电容两端的电压电流相位做了分析：

1、上面是电容两端的电压变化（红框1）；

2、下面是电路中电流的变化曲线（红框2）；

通过时间轴的对比，可以看出：

3、电压电流的周期是一样的（相同的角频率）；

4、下面的曲线0点时候超前于上面的0点；

5、下面的0点相当于上面的0.005s时刻（1/4周期）（红框0）；

总结：

理想情况下：交流电路中，电容两端电压相位落后其电流相位1/4周期；