在交流电路 (如串联RLC电路)中,电抗 (英語:Reactance )是类似于直流电路 中电阻 对电流 的阻碍作用,用於描述电容及电感对电流的阻碍作用,其计量单位也是欧姆。在交流电路分析中,电抗用 X 表示,是复数阻抗 的虚数 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 阻抗即电阻与电抗的总合,用数学形式表示为:
Z = R + j X , {\displaystyle \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 是虚数单位当 X > 0 时,称为感性电抗 当 X = 0 时,阻抗为纯电阻 当 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:
‖ Z ‖ = R 2 + X 2 {\displaystyle \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 {\displaystyle X=X_{L}-X_{C}} 其中 X L {\displaystyle X_{L}} 为电路的感抗,X C {\displaystyle 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 和電動機 。定義感抗為正,容抗為負,可以避免負數出現,方便計算。
感抗 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感生電動勢 。这个作用称为感抗 (X L {\displaystyle 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 = ω L = 2 π f L {\displaystyle X_{L}=\omega L=2\pi fL} 複數分析中:
X L = j ω L = j 2 π f L {\displaystyle X_{L}=j\omega L=j2\pi fL} 其中
j {\displaystyle j} 是复数单位 X L {\displaystyle X_{L}} 就是感抗,单位为欧姆 ω {\displaystyle \omega } 是角速度 ,单位为弧度 /秒 f {\displaystyle f} 是频率,单位为赫兹 L {\displaystyle L} 是线圈电感,单位为亨利
容抗 容抗 的概念反映了交流电 可以通过电容器这一特性,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。當频率等於零,容抗無限大,即直流電 不能流過电容器。
容抗可由下面公式计算而来:
X C = − ( ω C ) − 1 = − 1 ω C = − 1 2 π f C {\displaystyle X_{C}=-(\omega C)^{-1}=-{\frac {1}{\omega C}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}} 在交流电的复数分析中,容抗表示为:
X C = ( j ω C ) − 1 = 1 j ω C = − j ω C = − j 2 π f C {\displaystyle X_{C}=(j\omega C)^{-1}={\frac {1}{j\omega C}}=-{\frac {j}{\omega C}}=-{\frac {j}{2\pi fC}}} 其中
j {\displaystyle j} 是复数单位 X C {\displaystyle X_{C}} 是容抗,单位为欧姆 ω = 2 π f {\displaystyle \omega =2\pi f} 是角速度,单位为 弧度/每秒 f {\displaystyle f} 是频率,单位为赫兹 C {\displaystyle C} 是电容,单位为法拉