電抗計(jì)算公式
內(nèi)容包括電阻、電抗、阻抗的介紹與計(jì)算,電導(dǎo)、電納、導(dǎo)納的介紹與計(jì)算。紫色文字是超鏈接,點(diǎn)擊自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至相關(guān)博文。持續(xù)更新,原創(chuàng)不易!
目錄:
一、阻抗與導(dǎo)納概述
二、阻抗與導(dǎo)納祥述
三、阻抗與導(dǎo)納計(jì)算
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一、阻抗與導(dǎo)納概述
電阻——?dú)W姆定律定義的參數(shù):電壓與電流之比,單位歐姆
電抗——交流電流通過電感或者電容壓降時(shí),電壓與電流之比,虛數(shù)表示,單位歐姆
阻抗——電阻與電抗的復(fù)合參數(shù),用復(fù)數(shù)表示,實(shí)部為電阻,虛部為電抗,單位歐姆
阻抗=電阻+j電抗
電導(dǎo)——電阻的倒數(shù),單位西門子
電納——電抗的導(dǎo)數(shù),單位西門子
導(dǎo)納——電導(dǎo)與電納復(fù)合參數(shù),實(shí)部為電導(dǎo),虛部為電納,單位西門子
導(dǎo)納=電導(dǎo)+j電納
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二、阻抗與導(dǎo)納祥述
在具有電阻、電感和電容的電路里,對(duì)交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由電阻、感抗和容抗三者組成,但不是三者簡單相加。阻抗的單位是歐。在直流電中,物體對(duì)電流阻礙的作用叫做電阻,世界上所有的物質(zhì)都有電阻,只是電阻值的大小差異而已。電阻很小的物質(zhì)稱作良導(dǎo)體,如金屬等;電阻極大的物質(zhì)稱作絕緣體,如木頭和塑料等。還有一種介于兩者之間的導(dǎo)體叫做半導(dǎo)體,而超導(dǎo)體則是一種電阻值幾近于零的物質(zhì)。但是在交流電的領(lǐng)域中則除了電阻會(huì)阻礙電流以外,電容及電感也會(huì)阻礙電流的流動(dòng),這種作用就稱之為電抗,意即抵抗電流的作用。電容及電感的電抗分別稱作電容抗及電感抗,簡稱容抗及感抗。它們的計(jì)量單位與電阻一樣是歐姆,而其值的大小則和交流電的頻率有關(guān)系,頻率愈高則容抗愈小感抗愈大,頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小。此外電容抗和電感抗還有相位角度的問題,具有向量上的關(guān)系式,因此才會(huì)說:阻抗是電阻與電抗在向量上的和。對(duì)于一個(gè)具體電路,阻抗不是不變的,而是隨著頻率變化而變化。在電阻、電感和電容串聯(lián)電路中,電路的阻抗一般來說比電阻大。也就是阻抗減小到最小值。在電感和電容并聯(lián)電路中,諧振的時(shí)候阻抗增加到最大值,這和串聯(lián)電路相反。LC串聯(lián)和并聯(lián)電路匯總
阻抗是一個(gè)比電阻大的概念。
阻抗包括感抗\容抗\電阻,感抗是電感(線圈)對(duì)交流電的阻礙能力,容抗是電容對(duì)交流電的阻礙能力,電阻是導(dǎo)體對(duì)穩(wěn)恒電流的阻礙能力,不同阻抗的材料組合起來可以控制電路的電流\相位\波形,從而實(shí)現(xiàn)控制。
電阻表示是純電阻對(duì)電流的阻力,交流電在電阻(R)上的電壓與電流的相位總是相同的。
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三、阻抗與導(dǎo)納計(jì)算
電抗(X)由電感產(chǎn)生的感抗(Xl)和電容產(chǎn)生的容抗(Xc)組成,交流電在電抗上電壓與電流的相位不相。在電感上電壓超前電流90度;在電容上電壓滯后電流90度。
X=ωL=1/ωC,其中ω=2πf (f為交流電的頻率),總的阻抗:Z=R+jX 稱為復(fù)阻抗。
對(duì)電感有u=L*di/dt,在交流電i=Isinωt作用下,有u=L*d(Isinωt)/dt=LIω(cosωt)=IωLsin(ωt+π/2)=Usin(ωt+θ)
顯然U=IωL(Xl=2πfL=ωL),即感抗為U/I=ωL;同時(shí)θ=π/2,即電壓和電流存在π/2的相位差。
對(duì)電容有i=C*du/dt,在交流電u=Usinωt作用下,有i=C*d(Usinωt)/dt=CUω(cosωt)=UωCsin(ωt+π/2)=Isin(ωt+θ)
顯然I=UωC[Xc=1/(2πfC)=1/(ωC)],即感抗為U/I=1/ωC;同時(shí)θ=π/2,即電壓和電流存在π/2的相位差。
j是虛數(shù)的單位,j就是90°。感抗是j*XL,就是說感抗和電阻差90°。容抗是-j*XC,就是說容抗和電阻差-90°。
等于說,電阻和電抗是三角形的兩條直角邊,是不能直接相加的。他們的阻抗就是斜邊,是他們平方和再開根號(hào)。
再從復(fù)數(shù)的范疇來理解j,乘以j[j=cos90°+jsin90°]就是正旋轉(zhuǎn)90度,除以j即乘以-j[-j=cos(-90°)+jsin(-90°)]就是反旋轉(zhuǎn)90度,這個(gè)剛好和正弦函數(shù)推倒出來的電流比電壓落后90°(電感),電流比電壓超前90°(電容)吻合。