【導(dǎo)讀】電抗是交流電路中具有阻礙電流流動(dòng)性質(zhì)的一種電阻。該電阻力是線(xiàn)圈（電感）和電容器（電容）產(chǎn)生的，因此在交流電路的設(shè)計(jì)和分析過(guò)程中，需要了解并考慮到其影響。電抗被廣泛應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ畹母鞣N技術(shù)中，如優(yōu)化電子設(shè)備的運(yùn)行、有效傳輸能量和降低噪聲等。
目錄
什么是電抗？
電抗、電阻和阻抗之間的區(qū)別
感抗
容抗
合成電抗
了解電抗種類(lèi)和相關(guān)項(xiàng)目的差異
電抗是交流電路中具有阻礙電流流動(dòng)性質(zhì)的一種電阻。該電阻力是線(xiàn)圈（電感）和電容器（電容）產(chǎn)生的，因此在交流電路的設(shè)計(jì)和分析過(guò)程中，需要了解并考慮到其影響。電抗被廣泛應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ畹母鞣N技術(shù)中，如優(yōu)化電子設(shè)備的運(yùn)行、有效傳輸能量和降低噪聲等。
本文將介紹電抗的兩種類(lèi)型、計(jì)算方法以及電抗與阻抗之間的關(guān)系。
什么是電抗？
電抗是交流電流流動(dòng)時(shí)受到的阻礙程度
電抗是交流電路中具有阻礙電流流動(dòng)性質(zhì)的一種電阻，符號(hào)為“X”，單位為“Ω”。電抗是由電流相位的變化而產(chǎn)生的，因此在設(shè)計(jì)和分析含有線(xiàn)圈（電感）和電容器（電容）的交流電路時(shí)，電抗是很重要的原理。
但是，線(xiàn)圈和電容器的電抗作用不同，線(xiàn)圈的電抗稱(chēng)為“感抗”，電容器的電抗稱(chēng)為“容抗”。后續(xù)將詳細(xì)介紹這兩者之間的不同之處。
電抗的求法
電抗X可通過(guò)電壓V和電流I的比值計(jì)算出來(lái)。具體而言，可使用下列公式進(jìn)行計(jì)算。
X=V/I[Ω]
電抗、電阻和阻抗之間的區(qū)別
電抗與電阻之間的區(qū)別
除了“電抗”外，衡量電流流動(dòng)時(shí)所受阻礙程度的指標(biāo)還有“電阻”。電阻符號(hào)為“R”，單位為“Ω”。電阻也表示“對(duì)電流的阻礙程度”，因此其計(jì)算公式（電流和電壓關(guān)系）與電抗相同。
R=V/I[Ω]
一般情況下，電阻常指“電阻器”。電抗和電阻之間不同之處有兩個(gè)。一個(gè)是電抗表示“交流電路中電流流動(dòng)時(shí)受到的阻礙程度”，而電阻表示“直流電路和交流電路中電流流動(dòng)時(shí)受到的阻礙程度”。
另一個(gè)是電抗隨頻率的變化而變化，電阻則不隨頻率的變化而變化。例如，當(dāng)將“幅值為5V、頻率為100Hz的交流電源”與5Ω電阻連接，和將“幅值為5V、頻率為200Hz的交流電源”與5Ω電阻連接的情況進(jìn)行比較時(shí)，兩種情況下的電流大小相同。
I=V/R=55=1A
電抗和電感之間的區(qū)別
電感是線(xiàn)圈性質(zhì)，與電抗一樣是交流電路中的電阻。但是，電抗是電壓與電流之比，單位是“Ω”；而電感是計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的系數(shù)，單位是“H”。
當(dāng)電流流過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，會(huì)起到阻止電流流動(dòng)的作用，這稱(chēng)為“電磁感應(yīng)”，這種電磁感應(yīng)的大小稱(chēng)為“感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)”。計(jì)算這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所需的系數(shù)就是電感。電抗和電感都指交流電路中的電阻，但它們的值具有不同的含義，這一點(diǎn)需要掌握。
電抗和阻抗之間的區(qū)別
電抗和阻抗是理解交流電路工作的基本概念。電抗是指交流電通過(guò)線(xiàn)圈和電容器時(shí)受到的阻礙，其大小隨頻率而變化。而阻抗則是電抗和電阻的組合，由電壓與電流的比值來(lái)表示。了解電抗和阻抗之間的差異有助于實(shí)現(xiàn)高效的電路設(shè)計(jì)。在這里，我們將深入探討電抗和阻抗的特性，并了解它們對(duì)電路的不同影響。
阻抗的定義
阻抗是表示電流在交流電路中流動(dòng)時(shí)受到的阻礙程度的指標(biāo)。其符號(hào)為“Z”，單位為“Ω”（歐姆）。阻抗由電阻和電抗兩個(gè)元素組成，這兩個(gè)元素分別表示交流電路中電流流動(dòng)受阻的不同側(cè)面。具體而言，電阻表示對(duì)電流流動(dòng)的純粹阻礙，電抗表示對(duì)電路的電容量和電感引發(fā)的電流相位變化的阻礙程度。阻抗本身被定義為交流電路中電壓與電流之比，通過(guò)電壓除以電流來(lái)計(jì)算。從這個(gè)比值可以看出，實(shí)部表示電阻分量，虛部表示電抗分量。
電阻、電抗和阻抗之間的關(guān)系
電阻表示電路中電流受到的阻礙，根據(jù)歐姆定律來(lái)定義電流和電壓之間的關(guān)系。而電抗則表示交流電路中電流的滯后或超前，可分為“感抗”和“容抗”兩種類(lèi)型。電抗會(huì)導(dǎo)致電流和電壓之間產(chǎn)生相位差。
復(fù)數(shù)表示法和阻抗
阻抗是用復(fù)數(shù)來(lái)表示電路中電流和電壓關(guān)系的指標(biāo)，實(shí)部為電阻（R），虛部為電抗（X）。這種復(fù)數(shù)表示法有助于深入了解電流和電壓的相位差以及電路的特性，從而有助于更輕松地進(jìn)行電路分析。阻抗是電阻和電抗的組合，是表示電路中電流和電壓之間關(guān)系的復(fù)數(shù)。
阻抗公式如下：Z=R+jX
其中，Z是阻抗，R是電阻，j是虛數(shù)單位（j2 = -1），X是電抗。
電抗具有使電流滯后或超前的作用。對(duì)于感抗而言，線(xiàn)圈和電感器磁場(chǎng)變化具有減緩電流流動(dòng)的作用；對(duì)于容抗而言，電容器積蓄和釋放電荷具有加速電流流動(dòng)的作用。
而阻抗是表示整個(gè)電路中電流和電壓之間關(guān)系的量，由電阻（實(shí)部）和電抗（虛部）組成。通過(guò)使用阻抗，可以準(zhǔn)確把握交流電路的特性以及電流和電壓的相位差，從而使電路設(shè)計(jì)和分析更容易。綜上所述，可以說(shuō)電抗和阻抗是表示電路不同側(cè)面的重要概念，它們具有不同的作用和含義。電抗表示交流電路中電流流動(dòng)的滯后或超前，而阻抗則是表示整個(gè)電路中電流和電壓之間關(guān)系的復(fù)數(shù)，由電阻和電抗組成。
相關(guān)術(shù)語(yǔ)整理如下：
電抗（X）
交流電路中電流流動(dòng)時(shí)受到的阻礙程度。隨頻率的變化而變化。電抗有線(xiàn)圈的電抗（“感抗”）和電容器的電抗（“容抗”）兩種類(lèi)型。
電阻（R）
電路（直流和交流）中電流流動(dòng)時(shí)受到的阻礙程度。即使頻率改變，電阻也不會(huì)變化。
阻抗（Z）
由電阻和電抗組成。
感抗
感抗是電感（線(xiàn)圈）在交流電變化時(shí)產(chǎn)生的阻礙作用。該阻礙作用是電感器對(duì)電流變化做出反應(yīng)并試圖抑制電流變化而產(chǎn)生反向電壓形成的阻力。其結(jié)果是感抗會(huì)減慢交流電路中的電流流動(dòng)，并導(dǎo)致電流和電壓之間產(chǎn)生相位差。感抗的符號(hào)為“XL”。
感抗的求法
感抗是由線(xiàn)圈等電感元件引起的，取決于交流電的頻率和電感元件的電感。具體而言，感抗“XL”可通過(guò)下列公式來(lái)計(jì)算。該公式表明，頻率越高，另外電感值越大，電抗越大。
XL=ωL=2πfL [Ω]
* ω：角頻率（2π）[rad/s] ：頻率[Hz]
線(xiàn)圈電感“L”的單位“H”讀作“亨”。
線(xiàn)圈電感“L”是由線(xiàn)圈形狀和匝數(shù)決定的固有值。因此，隨著頻率“f”的增加，感抗“XL”也會(huì)變大，也就是說(shuō)兩者是成正比的。另外，在直流電路中，由于頻率為0Hz，所以感抗為0。
在感抗中，電流與頻率成反比
下面，我們根據(jù)前面的電路圖來(lái)計(jì)算感抗。由于電抗是交流電路中電壓與電流之比，因此公式如下：
XL=V?I[Ω] 可以將該公式轉(zhuǎn)換如下：
從這個(gè)公式可以看出，電流“I”隨著頻率“f”的增加而減小，也就是說(shuō)兩者成反比。
容抗
容抗是電容器（電容）在交流電變化時(shí)產(chǎn)生的阻礙作用。該阻礙是因電流變化電容器中存儲(chǔ)的電荷量發(fā)生變化，因而產(chǎn)生電壓變化，從而產(chǎn)生該阻礙作用。其結(jié)果是容抗會(huì)加快交流電路中的電流流動(dòng)，并導(dǎo)致電流和電壓之間產(chǎn)生相位差。容抗的符號(hào)是“Xc”。
容抗的求法
容抗是電容器等電容元件引起的，取決于交流電的頻率和電容器的電容量。具體而言，容抗“Xc”可通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算。該公式表明，頻率越高，電抗越??；另外，電容值越大，電抗越小。
* ω：角頻率（2）[rad/s] ：頻率[Hz]
另外，電容器的電容“C”的單位“F”讀作“法”。
電容器的電容C是由電容器本身決定的固有值。因此，容抗會(huì)隨著頻率“f”的增加而變小，也就是說(shuō)兩者成反比。在直流電路中，頻率為0Hz，所以容抗無(wú)窮大。
在容抗中，電流與頻率成正比
下面，我們根據(jù)前面的電路圖來(lái)計(jì)算容抗。由于電抗是交流電路中電壓與電流之比，因此公式如下：
可將該公式轉(zhuǎn)換為以下的電流公式：
從這個(gè)公式可以看出，電流“I”隨著頻率“f”的增加而增加，也就是說(shuō)兩者成正比。
合成電抗
合成電抗是交流電路中感抗（電感器帶來(lái)的阻礙）和容抗（電容器帶來(lái)的阻礙）的合成阻力。這種合成阻力會(huì)影響電路中電流相位和電壓相位之間的關(guān)系，從而決定交流電路的表現(xiàn)。感抗是阻礙電流的變化并使相位延遲，而容抗則是使電流超前。合成電抗為這兩種電抗之間的差值，其結(jié)果決定電流相對(duì)于電壓是滯后還是超前。合成電抗的符號(hào)通常用“X”來(lái)表示，其值為感抗“XL”減去容抗“Xc”得到的值。
這里需要注意的是，感抗和容抗都與頻率有關(guān)。在特定頻率下，XL=Xc，即合成電抗的值可能為0。這種狀態(tài)稱(chēng)為“諧振”，此時(shí)的頻率稱(chēng)為“諧振頻率”。
了解電抗種類(lèi)和相關(guān)項(xiàng)目的差異
在本文中，我們了解了電抗。電抗表示交流電路中電流流動(dòng)時(shí)受到的阻礙程度。雖然“電阻”和“阻抗”這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)的含義相近，但清楚地了解它們之間的差異也很重要。
請(qǐng)記住：電抗分線(xiàn)圈的電抗（感抗）和電容器的電抗（容抗）兩種。與電阻不同，電抗的值會(huì)隨頻率的變化而變化。感抗與頻率成正比，而容抗與頻率成反比。
文章來(lái)源：羅姆半導(dǎo)體集團(tuán)
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