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[導讀]電阻/電抗/阻抗/電導/電納/導納

內容包括電阻、電抗、阻抗的介紹與計算,電導、電納、導納的介紹與計算。紫色文字是超鏈接,點擊自動跳轉至相關博文。持續(xù)更新,原創(chuàng)不易!

目錄:

一、阻抗與導納概述

二、阻抗與導納祥述

三、阻抗與導納計算

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一、阻抗與導納概述

電阻——歐姆定律定義的參數: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,電壓與電流之比,虛數表示,單位歐姆

阻抗——電阻與電抗的復合參數,用復數表示,實部為電阻,虛部為電抗,單位歐姆

阻抗=電阻+j電抗

電導——電阻的倒數,單位西門子

電納——電抗的導數,單位西門子

導納——電導與電納復合參數,實部為電導,虛部為電納,單位西門子

導納=電導+j電納

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二、阻抗與導納祥述

在具有電阻、電感和電容的電路里,對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,物體對電流阻礙的作用叫做電阻,世界上所有的物質都有電阻,只是電阻值的大小差異而已。電阻很小的物質稱作良導體,如金屬等;電阻極大的物質稱作絕緣體,如木頭和塑料等。還有一種介于兩者之間的導體叫做半導體,而超導體則是一種電阻值幾近于零的物質。但是在交流電的領域中則除了電阻會阻礙電流以外,電容及電感也會阻礙電流的流動,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,具有向量上的關系式,因此才會說:阻抗是電阻與電抗在向量上的和。對于一個具體電路,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。在電感和電容并聯電路中,諧振的時候阻抗增加到最大值,這和串聯電路相反。LC串聯和并聯電路匯總

阻抗是一個比電阻大的概念。

阻抗包括感抗\容抗\電阻,感抗是電感(線圈)對交流電的阻礙能力,容抗是電容對交流電的阻礙能力,電阻是導體對穩(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,從而實現控制。

電阻表示是純電阻對電流的阻力,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、阻抗與導納計算

電抗(X)由電感產生的感抗(Xl)和電容產生的容抗(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 稱為復阻抗。

對電感有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θ=π/2,即電壓和電流存在π/2的相位差。

對電容有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θ=π/2,即電壓和電流存在π/2的相位差。

j是虛數的單位,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。

再從復數的范疇來理解j,乘以j[j=cos90°+jsin90°]就是正旋轉90度,除以j即乘以-j[-j=cos(-90°)+jsin(-90°)]就是反旋轉90度,這個剛好和正弦函數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。

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