爷孙三代

阻抗(英语:Electricalimpedance)又称电阻抗,是电路中电阻、电感、电容对交流电的阻碍作用的统称。阻抗是一个复数,实部称为电阻(Resistance),虚部称为电抗(英语:Reactance);其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗(CapacitiveReactance),电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗(InductiveReactance),容抗和感抗合称为电抗。

阻抗通常以符号


标记。

阻抗(Z)是指具有电阻、电感和电容的电路对交流电的阻碍作用,它是一个复数,实部称为电阻(R),虚部称为电抗(X)。

阻抗即电阻与电抗的总和,用数学形式表示为:


当X0时,称为感性电抗

当X=0时,阻抗为纯电阻

当X0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:


其中


为电路的感抗,


为电路的容抗。

现实中,大部分负载都是电感性,例如:变压器和电动机。定义感抗为正,容抗为负,可以避免负数出现,方便计算。

总结一下他们的关系:

阻抗=电阻+电抗

其中,电阻是指Resistance,不是Resistor。

电抗=感抗+容抗

其中,定义感抗为正,容抗为负。

阻抗是爷爷,生了两儿子:电阻、电抗。其中电抗生了两孙子:感抗、容抗。


感抗计算公式

电感的感抗XL是指电感对交流电的阻碍作用,它与电感的电感量L和交流电的频率f有关。感抗XL的公式是:


其中

π是一个常数,约等于3.14

f是交流电的频率,单位是赫兹(Hz)

L是电感的电感量,单位是亨利(H)

感抗XL的单位是欧姆(Ω)

感抗XL的意义是,当电感接入交流电路中时,电感内部产生的感应电动势对定向移动的电荷具有阻碍作用,这种阻碍作用会影响电路的电压和电流的相位关系。感抗XL越大,表示电感对交流电的阻碍作用越强,电感器内部的感应电动势越大,电感器的电压和电流的相位差越大。

举例

下面是一个感抗XL计算的例子:

假设有一个电感为150mH的线圈,它跨接在一个100V、50Hz的交流电源上,求线圈的感抗和流过线圈的电流。

解:根据感抗公式,可以计算出线圈的感抗为:


根据欧姆定律,可以计算出流过线圈的电流为:


容抗计算公式

电容的容抗Xc是指电容对交流电的阻碍作用,它的大小与电容的容量C和交流电的频率f有关。容抗Xc的公式是:


其中:

π是一个常数,约等于3.14

f是交流电的频率,单位是赫兹(Hz)

C是电容的容量,单位是法拉(F)

容抗Xc的单位是欧姆(Ω)。

容抗Xc的意义是,当电容器接入交流电路中时,电容器极板上所带电荷对定向移动的电荷具有阻碍作用,这种阻碍作用会影响电路的电压和电流的相位关系。容抗Xc越大,表示电容对交流电的阻碍作用越强,电容器极板上的电荷越难以聚集和释放,电容器的电压和电流的相位差越大。

举例

已知电路频率为50Hz,电容器电容值为100μF,求电容的容抗。

解:将已知量代入容抗计算公式得:


因此,电容的容抗为31.83Ω。

术语英文

阻抗(又称电阻抗):Electricalimpedance

电阻:Resistance

电抗:Reactance

容抗:CapacitiveReactance

感抗:InductiveReactance

电阻器:Resistor

要注意区分电阻和电阻器的区别,我们在日常生活中说的电阻、电容,实际上是电阻器、电容器。

总结

阻抗=电阻+电抗

其中,电阻是指Resistance,不是Resistor。

电抗=感抗+容抗

其中,定义感抗为正,容抗为负。