電抗

在交流電路（如串聯RLC電路）中，電抗（英語：Reactance）是類似於直流電路中電阻對電流的阻礙作用，用於描述電容及電感對電流的阻礙作用，其計量單位也是歐姆。在交流電路分析中，電抗用 X 表示，是複數阻抗的虛數部分，用於表示電感及電容對電流的阻礙作用。電抗隨著交流電路頻率而變化，並引起電路電流與電壓的相位變化。

分析

阻抗即電阻與電抗的總合，用數學形式表示為：

${\displaystyle \mathbf {Z} =\mathbf {R} +j\mathbf {X} ,}$

Z 即阻抗，單位為歐姆

R 為電阻，單位為歐姆

X 為電抗，單位為歐姆

j 是虛數單位

• 當 X > 0 時，稱為感性電抗
• 當 X = 0 時，阻抗為純電阻
• 當 X < 0 時，稱為容性電抗

一般應用中，只需知道阻抗的強度即可：

${\displaystyle \left\|Z\right\|={\sqrt[{}]{R^{2}+X^{2}}}}$

對電阻為0的理想純感抗或容抗元件，阻抗強度就是電抗的大小。

一般電路的總電抗等於：

${\displaystyle X=X_{L}-X_{C}}$

其中 ${\displaystyle X_{L}}$ 為電路的感抗，${\displaystyle X_{C}}$ 為電路的容抗。

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

因為電路中存在電感電路（如線圈），由此產生的變化的電磁場，會產生相應的阻礙電流變化的感生電動勢 。這個作用稱為感抗 (${\displaystyle X_{L}}$) 。電流變化越大，即電路頻率越大，感抗越大；當頻率變為0，即成為直流電時，感抗也變為0。感抗會引起電流與電壓之間的相位差。感抗可由下面公式計算而來：

${\displaystyle X_{L}=\omega L=2\pi fL}$

複數分析中：

${\displaystyle X_{L}=j\omega L=j2\pi fL}$

其中

${\displaystyle j}$ 是複數單位

${\displaystyle X_{L}}$ 就是感抗，單位為歐姆

${\displaystyle \omega }$ 是角速度，單位為弧度/秒

${\displaystyle f}$ 是頻率，單位為赫茲

${\displaystyle L}$ 是線圈電感，單位為亨利

容抗

容抗的概念反映了交流電可以通過電容器這一特性，交流電頻率越高，容抗越小，即電容的阻礙作用越小。容抗同樣會引起電流與電容兩端電壓的相位差。當頻率等於零，容抗無限大，即直流電不能流過電容器。

容抗可由下面公式計算而來：

${\displaystyle X_{C}=-(\omega C)^{-1}=-{\frac {1}{\omega C}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}}$

在交流電的複數分析中，容抗表示為：

${\displaystyle X_{C}=(j\omega C)^{-1}={\frac {1}{j\omega C}}=-{\frac {j}{\omega C}}=-{\frac {j}{2\pi fC}}}$

其中

• ${\displaystyle j}$ 是複數單位
• ${\displaystyle X_{C}}$ 是容抗，單位為歐姆
• ${\displaystyle \omega =2\pi f}$ 是角速度，單位為 弧度/每秒
• ${\displaystyle f}$ 是頻率，單位為赫茲
• ${\displaystyle C}$ 是電容，單位為法拉

參考資料

• Pohl R. W. Elektrizitätslehre. – Berlin-Gottingen-Heidelberg: Springer-Verlag, 1960.
• Popov V. P. The Principles of Theory of Circuits. – M.: Higher School, 1985, 496 p. (In Russian).
• Küpfmüller K. Einführung in die theoretische Elektrotechnik, Springer-Verlag, 1959.