
【化】 capacitive reactance
容抗(英文:Capacitive Reactance)是電子工程學中描述電容器對交流電(AC)阻礙作用的核心概念。其本質是電容器在充放電過程中對電流變化産生的"慣性"效應,表現為對交流電的電阻特性,但不同于純電阻的能量消耗,容抗僅儲存和釋放能量。
容抗(符號:$X_C$)的計算公式為:
$$
X_C = frac{1}{2pi f C}
$$
其中:
關鍵特性:
容抗的國際單位為歐姆(Ω),與電阻單位一緻,但物理機制不同(無能量耗散)。
特性 | 容抗 ($X_C$) | 感抗 ($X_L$) |
---|---|---|
計算公式 | $X_C = frac{1}{2pi f C}$ | $X_L = 2pi f L$ |
相位關系 | 電流超前電壓 $90^circ$ | 電流滞後電壓 $90^circ$ |
頻率響應 | 高頻時阻值降低 | 高頻時阻值升高 |
注:公式推導源于電容電流方程$i_C = C frac{dv}{dt}$,結合正弦電壓代入可得複數阻抗$Z_C = -frac{j}{omega C}$,虛部即容抗$X_C$。
容抗是電容器對交流電的阻礙作用,其本質是電容器在充放電過程中儲存和釋放電能的能力對電流變化産生的“慣性”抵抗。以下是詳細解釋:
1. 定義與公式
容抗(符號為 ( X_C ))的數學表達式為:
$$
X_C = frac{1}{omega C} = frac{1}{2pi f C}
$$
其中:
2. 頻率特性
容抗與頻率成反比:
3. 相位關系
在純電容電路中,電流相位比電壓超前 ( 90^circ )。這是因為電容器需要先充電建立電壓,電流變化領先于電壓變化。
4. 典型應用
示例說明
若電容 ( C = 10mu F ),頻率 ( f = 50Hz ),則容抗為:
$$
X_C = frac{1}{2pi times 50 times 10^{-5}} approx 318.3Omega
$$
這表明在工頻交流電下,該電容對電流有明顯的阻礙作用。
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