电抗

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索

类似于直流电路电阻电流的阻碍作用,在交流电路(如串联RLC电路)中,电容电感也会对电流起阻碍作用,称作电抗(Reactance),其计量单位也叫做欧姆。在交流电路分析中,电抗X 表示,是复数阻抗虚数部分,用于表示电感及电容对电流的阻碍作用。电抗随着交流电路频率而变化,并引起电路电流与电压的相位变化。

分析[编辑]

阻抗电阻电抗的总合,用数学形式表示为:

\mathbf{Z} = \mathbf{R} + j \mathbf{X} ,
Z 即阻抗,单位为欧姆
R 为电阻,单位为欧姆
X 为电抗,单位为欧姆
j 是虚数单位
  • X > 0 时,称为感性电抗
  • X = 0 时,阻抗为纯电阻
  • X < 0 时,称为容性电抗

一般应用中,只需知道阻抗的强度即可:

\left\| Z \right\| = \sqrt[]{R^2 + X^2}

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 = X_L - X_C

其中 X_L 为电路的感抗, X_C 为电路的容抗

現實中,大部份負載都是電感性,例如:變壓器電動機。定義感抗為正,容抗為負,可以避免負數出現,方便計算。

感抗[编辑]

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变化的电动力。这个作用称为感抗 (X_L) 。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:

X_L = \omega L = 2 \pi f L

複數分析中:

X_L = j\omega L = j2 \pi f L

其中

j 是复数单位
X_L 就是感抗,单位为欧姆
\omega角速度,单位为弧度/秒
f 是频率,单位为赫兹
L 是线圈电感,单位为亨利

容抗[编辑]

容抗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相位差。當频率等於零,容抗無限大,即是直流電不能流過电容器

容抗可由下面公式计算而来:

X_C = (\omega C)^{-1} = \frac{1}{\omega C} = \frac{1}{2\pi f C}

在交流电的复数分析中,容抗表示为:

X_C = (j \omega C)^{-1} = \frac{1}{j\omega C} = -\frac{j}{\omega C} = -\frac{j}{2\pi f C}

其中

参考资料[编辑]

  • Pohl R. W. Elektrizitätslehre. – Berlin-Gottingen-Heidelberg: Springer-Verlag, 1960.
  • Popov V. P. The Principles of Theory of Circuits. – M.: Higher School, 1985, 496 p. (In Russian).
  • Küpfmüller K. Einführung in die theoretische Elektrotechnik, Springer-Verlag, 1959.