电阻电抗和阻抗
阻抗和电抗的基本概念
阻抗和电抗的基本概念
1. 阻抗
具有电阻、电感和电容的电路里(RLC电路),对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗;阻抗常用Z表示,单位是欧姆Ω;阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加;对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化;在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。
2. 电抗
电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗,用X 表示,单位是欧姆Ω。电抗随着交流电路频率变化而变化,并引起电路中电流与电压的相位变化。
3. 阻抗、电抗、容抗和感抗间关系
阻抗即电阻与电抗的总合,用数学形式表示为:
Z 即阻抗,单位为欧姆Ω
R 为电阻,单位为欧姆Ω
X 为电抗,单位为欧姆Ω
j 是虚数单位
当 X > 0 时,称为感性电抗
当 X = 0 时,电抗为0
当 X < 0 时,称为容性电抗
对电阻为0的理想纯感抗或容抗元件,阻抗强度就是电抗的大小。
一般电路的总电抗等于:X = XL−Xc
其中 XL 为电路的感抗, Xc 为电路的容抗。
3.1 感抗
感抗(XL) 一般是因为电路中存在电感电路(如线圈),由此产生的变化的电磁场,会产生相应的阻碍电流流动的电动力。电流变化越大,即电路频率越大,感抗越大;当频率变为0,即成为直流电时,感抗也变为0。感抗会引起电流与电压之间的相位差。感抗可由下面公式计算而来:
XL = ωL = 2×π×f× L
XL 就是感抗,单位为欧姆Ω
ω 是角频率,单位为弧度/每秒 rad/s
f 是频率,单位为赫兹 Hz
3.2 容抗
容抗(Xc) 的概念反映了交流电可以通过电容这一特性,交流电频率越高,容抗越小,即电容的阻碍作用越小。容抗同样会引起电流与电容两端电压的相位差。容抗可由下面公式计算而来:
什么叫感抗、容抗、电抗和阻抗?
什么叫感抗、容抗、电抗和阻抗?
答;交流电流过电感元件时,电感元件对交流电电流的限制能力叫感抗;交流电流过电容元件时,电容元件对交流电的限制能力叫容抗;感抗和容抗的差值叫电抗;在具有电阻、电感和电容串联的电路里,对交流电所起的总的阻碍作用,称阻抗。
阻抗 电抗
阻抗电抗
阻抗和电抗是电路中重要的概念,它们在电路分析和设计中具有重要的作用。阻抗是指电路对交流电信号的阻碍程度,而电抗则是指电路对交流电信号的反应程度。本文将详细介绍阻抗和电抗的概念、计算方法和在电路中的应用。
一、阻抗的概念和计算方法
阻抗是电路对交流电信号的阻碍程度的度量,它的单位是欧姆(Ω)。阻抗由电阻和电抗两部分组成,其中电阻是电路对交流电信号的阻碍程度,而电抗则是电路对交流电信号的反应程度。电抗分为电感抗和电容抗两种,分别由电感和电容引起。
1. 电感抗
电感抗是电路对交流电信号的阻碍和反应程度,它由电感引起。电感是由线圈或线圈的一部分组成的被动电子元件,当通过电感的电流发生变化时,会产生反向的电动势,从而抵消电流的变化。电感抗的大小与电感的感值和信号频率有关,可以用以下公式计算:
XL = 2πfL
其中,XL表示电感抗,f表示信号频率,L表示电感的感值。
2. 电容抗
电容抗是电路对交流电信号的阻碍和反应程度,它由电容引起。电容是由两个导体之间的绝缘介质隔开的被动电子元件,当通过电容
的电流发生变化时,会产生电压的变化,从而抵消电流的变化。电容抗的大小与电容的容值和信号频率有关,可以用以下公式计算:XC = 1 / (2πfC)
其中,XC表示电容抗,f表示信号频率,C表示电容的容值。
二、阻抗在电路中的应用
阻抗在电路中有着广泛的应用,特别是在交流电路中。以下是阻抗在电路中的几个常见应用。
1. 滤波器
滤波器是一种电路,用于选择性地通过或阻塞特定频率的信号。滤波器的工作原理是根据不同的阻抗特性来实现的,通过改变电路中的电感和电容的数值,可以实现对不同频率信号的选择性放大或衰减。
电阻_电抗_阻抗_电导_电纳_导纳之间的关系
电阻电抗阻抗电导电纳导纳之间的关系
电阻——欧姆定律定义的参数:电压与电流之比,单位欧姆
电抗——交流电流通过电感或者电容压降时,电压与电流之比,虚数表示,单位欧姆
阻抗——电阻与电抗的复合参数,用复数表示,实部为电阻,虚部为电抗,单位欧姆
电导——电阻的倒数,单位西门子
电纳——电抗的导数,单位西门子
导纳——电导与电纳复合参数,实部为电导,虚部为电纳,单位西门子在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
电阻 电抗 阻抗 电导 电纳 导纳之间的关系
电阻电抗阻抗电导电纳导纳之间的关系电阻——xx定义的参数:
电压与电流之比,单位xx
电抗——交流电流通过电感或者电容压降时,电压与电流之比,虚数表示,单位欧姆阻抗——电阻与电抗的复合参数,用复数表示,实部为电阻,虚部为电抗,单位欧姆电导——电阻的倒数,单位西门子
电纳——电抗的导数,单位xx
导纳——电导与电纳复合参数,实部为电导,虚部为电纳,单位西门子
在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:
阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
电抗与阻抗的关系
电抗(Reactance)和阻抗(Impedance)是电路中常用的两个概念。
电抗是指电路对交流信号阻碍电流流动的能力,它与电压之间的相位差有关。电抗可以分为电感电抗和电容电抗。
-电感电抗:当电路中存在电感元件(如线圈)时,会产生电感电抗。电感电抗使用大写字母X 表示,单位为欧姆(Ω)。电感电抗与频率成正比,其计算公式为X_L = 2πfL,其中X_L 为电感电抗,f 为信号频率,L 为电感元件的电感值。
-电容电抗:当电路中存在电容元件时,会产生电容电抗。电容电抗也使用大写字母X 表示,单位同样为欧姆(Ω)。电容电抗与频率成反比,其计算公式为X_C = 1 / (2πfC),其中X_C 为电容电抗,f 为信号频率,C 为电容元件的电容值。
阻抗是指电路对交流信号阻碍电流流动的总能力,包括电阻、电感电抗和电容电抗。阻抗使用大写字母Z 表示,单位同样为欧姆(Ω)。阻抗与电流之间的相位
差也有关系。
阻抗由以下公式计算得出:Z = R + jX,其中Z 为阻抗,R 为电阻值,X 为电抗值。这里使用复数形式表示阻抗,其中j 是虚数单位。
总结起来,电抗是指电路对交流信号阻碍电流流动的能力,它包括电感电抗和电容电抗。而阻抗则是电阻、电感电抗和电容电抗的综合表达,反映了电路对交流信号的整体阻碍能力。
电阻电抗阻抗 关系
电阻电抗阻抗关系
电阻是电路中的电流和电压的比值,它表示了电路对电流的阻碍程度,单位为欧姆(Ω);电抗是电路中的电压和电流之间的相位差所对应的阻抗,反映了电路中储能元件(如电感、电容)对电流的阻碍作用,单位为
欧姆(Ω)。
电阻和电抗构成了电路的总阻抗,即电路中电压和电流的比值,又称
为复阻抗。复阻抗表示为Z=R+jX,其中R是电阻,X是电抗。j表示虚数
单位。
电阻和电抗之间的关系可以通过欧姆定律和欧姆-安培定律来表示。
根据欧姆定律,电阻R等于电流I和电压V之比,即R=V/I。根据欧姆-
安培定律,电抗X等于电压V和电流I之间的相位差除以电流I,即
X=V/I*sinθ。
由此可知,电阻和电抗是两种不同性质的阻碍电流的因素,它们之间
没有直接的数学关系,但两者共同构成电路的总阻抗,影响着电路的性质
和行为。在交流电路中,电阻和电抗共同决定了电路中电压、电流和功率
的分布和传递。
电阻_电抗_阻抗_电导_电纳_导纳之间的关系
电阻电抗阻抗电导电纳导纳之间的关系
电阻——欧姆定律定义的参数:电压与电流之比,单位欧姆
电抗——交流电流通过电感或者电容压降时(其值为感抗和容抗的和),电压与电流之比,虚数表示,单位欧姆
阻抗——电阻与电抗的复合参数,用复数表示,实部为电阻,虚部为电抗,单位欧姆
电导——电阻的倒数,单位西门子
电纳——电抗的导数,单位西门子
导纳——电导与电纳复合参数,实部为电导,虚部为电纳,单位西门子在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
反映阻抗公式
反映阻抗公式
阻抗(Impedance)是指电路中对交流信号通过的阻力。它是一个复数,包含了电路中的电阻(Resistor)和电抗(Reactance)两个因素。阻抗公式是用来计算电路中阻抗的数学公式,在电气工程和电子学中广泛应用。
阻抗公式可以表达为以下形式:
Z = R + jX
其中,Z是阻抗,R是电阻,X是电抗,j是虚数单位。
具体地说,阻抗公式可以分为以下几种情况:
1. 纯电阻:
当电路中只存在电阻时,阻抗公式简化为:
Z = R
其中,Z是阻抗,R是电阻。纯电阻电路的阻抗是实数,没有虚部。
2. 纯电抗:
当电路中只存在电抗时,阻抗公式简化为:
Z = jX
其中,Z是阻抗,X是电抗。纯电抗电路的阻抗是虚数,没有实部。
3. 串联电阻和电抗:
当电路中既存在电阻又存在电抗时,阻抗公式可以表示为:Z = R + jX
其中,Z是阻抗,R是电阻,X是电抗。串联电阻和电抗的阻抗是一个复数,既有实部又有虚部。
4. 并联电阻和电抗:
当电路中既存在电阻又存在电抗时,阻抗公式可以表示为:
1/Z = 1/R + 1/X
其中,Z是阻抗,R是电阻,X是电抗。并联电阻和电抗的阻抗是一个复数的倒数。
阻抗公式的应用范围非常广泛,可以用于分析和计算各种电路的阻抗特性。在电力系统中,阻抗公式可以帮助我们计算输电线路、变压器等设备的阻抗,进而分析电力系统的稳定性和工作性能。在电子电路中,阻抗公式可以帮助我们计算电路的频率响应特性,分析滤波器、放大器等电路的性能。此外,在通信系统、无线电系统等领域,阻抗公式也有广泛的应用。
总结起来,阻抗公式是电路分析中的重要工具,用于计算电路中的阻抗。根据电路中存在的电阻和电抗的不同情况,阻抗公式可以有不同形式。阻抗公式的理解和应用对于电气工程师和电子工程师来说都非常重要,可以帮助他们分析和设计各种电路的性能。
电阻和电抗
电阻和电抗
电抗:电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用的总称,用X表示。
阻抗:在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用,是电阻与电抗在向量上的和。用 Z 表示。
阻抗是复阻抗的大小。
阻抗不是相量,其大小为Z=√(R2+X2)。当只需要计算电流大小的时候,用阻抗即可。
复阻抗是相量,它不但有大小,还有幅角(即阻抗角φ,又是功率因数角),φ=arctg X/R。当需要考虑电流电压的相位时,必须用复阻抗。
阻抗电阻感抗计算公式
阻抗电阻感抗计算公式
阻抗是电路中交流电信号通过时的总阻力。它由电阻和电抗两部分组成。其中电阻是电路中的直流阻力,而电抗则是电路中的交流阻力。
阻抗可以表示为复数,包括实部和虚部。其中实部表示电路中的电阻,而虚部则表示电路中的电抗。
阻抗的计算公式为:Z = R + jX,其中Z表示阻抗,R表示电阻,j表示虚数单位,X表示电抗。
对于电容器,其电抗为负值,可以表示为:Xc = -1/ωC,其中Xc表示电容器的电抗,ω表示角频率,C表示电容量。
对于电感器,其电抗为正值,可以表示为:Xl = ωL,其中Xl 表示电感器的电抗,L表示电感。
在电路中,可以通过计算阻抗来确定电路的性质和行为。例如,计算电路的总阻抗可以确定电路中的电流和电压之间的关系。此外,通过计算电路中的电抗,可以确定电路中的谐振频率和频率响应。
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电阻 电抗 阻抗 电导 电纳 导纳之间的关系
电阻电抗阻抗电导电纳导纳之间的关系电阻——xx定义的参数:
电压与电流之比,单位xx
电抗——交流电流通过电感或者电容压降时,电压与电流之比,虚数表示,单位欧姆阻抗——电阻与电抗的复合参数,用复数表示,实部为电阻,虚部为电抗,单位欧姆电导——电阻的倒数,单位西门子
电纳——电抗的导数,单位xx
导纳——电导与电纳复合参数,实部为电导,虚部为电纳,单位西门子
在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:
阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
电阻、电抗、阻抗、电导、电纳、导纳之间的关系
电阻、电抗、阻抗、电导、电纳、导纳之间的关系
电阻——欧姆定律定义的参数:电压与电流之比,单位欧姆
电抗——交流电流通过电感或者电容压降时,电压与电流之比,虚数表示,单位欧姆
阻抗——电阻与电抗的复合参数,用复数表示,实部为电阻,虚部为电抗,单位欧姆
电导——电阻的倒数,单位西门子
电纳——电抗的导数,单位西门子
导纳——电导与电纳复合参数,实部为电导,虚部为电纳,单位西门子
在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
电阻 电导 电抗 电纳 阻抗 导纳
电阻电导电抗电纳阻抗导纳
电阻:指电路中存在的阻碍电流流动的物理量。单位为欧姆(Ω)。
电导:指物质导电的能力,是电阻的倒数。单位为西门子(S)。
电抗:指电路中非纯电阻元件(如电感器、电容器)对交流电的电流的阻碍作用。单位为欧姆(Ω)。
电纳:指电路中非纯电阻元件(如电感器、电容器)对交流电的电流的引导作用。单位为西门子(S)。
阻抗:指电路中交流电源和负载之间的阻抗。单位为欧姆(Ω)。
导纳:指电路中相邻两个节点之间的电导或电纳。单位为西门子(S)。
阻抗-电抗-感抗-容抗
容抗:电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗。
感抗:电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗。
电抗:电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
阻抗:电阻、电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为阻抗。他们的基本单位都是欧姆(Ω)。
电阻_电抗_阻抗_电导_电纳_导纳之间的关系
电阻电抗阻抗电导电纳导纳之间的关系
电阻——欧姆定律定义的参数:电压与电流之比,单位欧姆
电抗——交流电流通过电感或者电容压降时(其值为感抗和容抗的和),电压与电流之比,虚数表示,单位欧姆
阻抗——电阻与电抗的复合参数,用复数表示,实部为电阻,虚部为电抗,单位欧姆
电导——电阻的倒数,单位西门子
电纳——电抗的导数,单位西门子
导纳——电导与电纳复合参数,实部为电导,虚部为电纳,单位西门子在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
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电阻、电抗和阻抗
电阻、电抗和阻抗的定义
电阻——欧姆定律定义的参数:电压与电流之比,单位欧姆。
电抗——交流电流通过电感或者电容压降时,电压与电流之比,虚数表示,单位欧姆。
阻抗——电阻与电抗的复合参数,用复数表示,实部为电阻,虚部为电抗,单位欧姆。
电阻
在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。
电抗
在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗(用X表示),意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式。
感抗(XL)
电流变化越大,即电路频率越大,感抗越大;当频率变为0,即成为直流电时,感抗也变为0。感抗会引起电流与电压之间的相位差。感抗可由下面公式计算而来:
XL = ωL = 2×π×f× L
XL 就是感抗,单位为欧姆Ω
ω 是角频率,单位为弧度/每秒rad/s
f 是频率,单位为赫兹Hz
L是电感,单位为亨利H
1、当交流电通过电感线圈的电路时,电路中产生自感电动势,阻碍电流的改变,形成了感抗,自感系数越大则自感电动势也越大,感抗也就越大。如果交流电频率大则电流的变化率也大,那么自感电动势也必然大,所以感抗也随交流电的频率增大而增大。交流电中的感抗和交流电的频率、电感线圈的自感系数成正比。在实际应用中,电感是起着“阻交、通直”的作用,因而在交流电路中常应用感抗的特性来旁通低频及直流电,阻止高频交流电。
2、在纯电感电路中,电感线圈两端的交流电压(u)和自感电动势(εL)之间的关系是u=-εL,而εL =-Ldi/dt,所以u=Ldi/dt。正弦交流电作周期性变化,线圈内自感电动势也在不断变化,当正弦交流电的电流为零时,电流变化率最大,所以电压最大。当电流为最大值时,电流变化率最小,所以电压为零。由此得出电感两端的电压位相超前电流位相π/2。在纯电感电路中,电流和电压的频率是相同的,电感元件的阻抗就是感抗(XL=ωL=2πfL),它和ω、L都成正比,当ω=0时则XL =0,所以电感起“通直流、阻交流”或者“通低频,阻高频”的作用。
3、在纯电感电路中,感抗不消耗电能,因为在任何一个电流由零增加到最大值的1/4周期的过程中,电路中的电流在线圈附近将产生磁场,电能转换为磁场能储藏在磁场里,但在下一个1/4周期内,电流由大变小,则磁场随着逐渐减
弱,储藏的磁场能又重新转化为电能返回给电源,因而感抗不消耗电能(电阻发热忽略不计)。
容抗(Xc)
反映了交流电可以通过电容这一特性,交流电频率越高,容抗越小,即电容的阻碍作用越小。容抗同样会引起电流与电容两端电压的相位差,容抗可由下面公式计算而来:
Xc = 1/(ω×C)= 1/(2×π×f×C)
Xc 是容抗,单位为欧姆Ω
ω 是角频率,单位为弧度/每秒rad/s
f 是频率,单位为赫兹Hz
C 是电容,单位为法拉F
1、在纯电容电路中,接通电源时,电源的电压使导线中自由电荷向某一方向作定向运动,由于电容器两极板上在此过程中电荷积累而产生电势差,因而反抗电荷的继续运动,这样就形成容抗。?
2、对于带同样电量的电容器来说,电容越大,两板的电势差越小,所以容抗和电容成反比。交流电频率越高,充、放电进行得越快,容抗就越小,所以容抗和频率也成反比,即Xc=1/ωC。?
3、在理想条件下,当ω=0,因为Xc=1/ωC,则Xc趋向无穷大,这说明直流电将无法通过电容,所以电容器的作用是“通交,隔直”。在交流电路中,常应用容抗的频率特性来“通高频交流,阻低频交流”。?
4、在纯电容的电路中,电容器极板上的电量和电压的关系式是q=CU。同时在△t时间内电容器极板上电荷变化为△q所以电路中电流为I=△q/△t,在电容电路中电容的基本规律是I=C·△u/△t。由于正弦交流电在一周期内的电压作周期变化,所以电压的变化率(△q/△t)是在改变的。由此得出,当电压为零时,其电压变化率(△q/△t)为最大,电路中电流也最大;反之,当电压为最大值时,其电压变化率(△q/△t)为零,电流也为零。所以电路中电流的相位超前于电容两端电压的π/2。?
5、在纯电容电路中的电容不消耗电能。因为在充电过程中,电容器极板间建立了电场将电源的电能转换成电场能,在放电过程中,电场逐渐消失,储藏的电场能又转换为电能返回给电源。所以纯电容电路的有功功率为零,对外不作功,而无功功率的最大值QL=(I^2)Xc。?
阻抗
在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗,常用Z 表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。总的阻抗:Z=R+jX,X 为电抗,j 是虚数单位。
当X > 0 时,称为感性电抗
当X = 0 时,电抗为0
当X < 0 时,称为容性电抗
因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大,也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
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