阻抗,电阻,感抗,容抗关系_阻抗和容抗 计算公式

电阻：

    任何物质都具有电阻，只是电阻的大小不同，阻碍电流的能力不同而已，绝缘体阻碍电流的能力最强，因此我们用绝缘体来隔绝导体，起到保护触电的作用，而超导体的电阻几乎为零。

    电阻通常用字母R来表示。电阻是导体本身的一种特性，它的大小只跟自身因素有关系，与外部因素没有关系，或者说一个电阻做好以后，它的阻值就已经固定下来了，不会随外界因素的影响而改变，这就是电阻定律，用公式表示如下：

R=ρL/S

ρ——制成电阻的材料电阻率，国际单位为欧姆 · 米（Ω · m) ；

L——绕制成电阻的导线长度，国际单位为米（m)；

S——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位为平方米（m²） ；

R——电阻值，国际单位为欧姆，简称欧（Ω）。

电阻在交流电路和直流电路中的阻值都是一样的，不会随电源频率的变化而变化。

感抗：

在交流电路中，电感线圈对电流的阻碍作用就是感抗。感抗的大小用公式表示如下：

感抗计算公式：

XL = ωL = 2 π f L ，ω=2πf；

感抗 = 2 × π × 频率 × 电感值

 omh                  Hz          H

Xl就是感抗，国际单位为欧姆 （Ω）；

ω 是交流电的角频率，国际单位为弧度/秒（rad/s）；

f 是交流电的频率，国际单位为赫兹（Hz） ；

L 是电感线圈的电感量，国际单位为亨利（H）。

显然，感抗的大小不仅与自身因素（L）有关系，还与外部施加的交流电的角频率（ω）或频率（f）有关系。

电感线圈的电感量L越大则感抗XL越大。

交流电的角频率ω或频率f越高，感抗XL也相应变大，这就是电感线圈具有通低频阻高频的特性。

直流电的频率我们可以认为为零，因此感抗也为零，对直流电没有阻碍作用，这就是电感线圈具有通直流阻交流的特性。

容抗：

在交流电路中，电容器对电流的阻碍作用就是容抗。容抗的大小用公式表示如下：

容抗计算公式：

Xc = 1/（ωC） = 1 / ( 2 π f C )，ω=2πf；

 容抗 =1 / （2 × π × 频率 × 容值）

 omh                         Hz        F

Xc就是容抗，国际单位为欧姆 （Ω）；

ω 是交流电的角频率，国际单位为弧度/秒（rad/s）；

f 是交流电的频率，国际单位为赫兹（Hz） ；

C是电容器的电容量，国际单位为法拉（F）。

显然，容抗的大小不仅与自身因素（C）有关系，还与外部施加的交流电的角频率（ω）或频率（f）有关系。

电容器的电容量C越大则容抗XC越小。

交流电的角频率ω或频率f越高，容抗XC越小，对交流电的阻碍作用越小，这就是电容器具有通高频阻低频的特性。

直流电的频率我们可以认为为零，因此容抗为无穷大，对直流电的阻碍作用也是无穷大，这就是电容器具有隔直流通交流的特性。

阻抗：

具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用 Z 表示，阻抗的国际单位是欧姆（Ω）。

阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成，但不是三者简单相加。对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。

阻抗是一个复数，电阻与电抗的总合，实部位电阻，虚部为电抗，用数学形式表示为：

其中Z为阻抗，单位为欧姆，R为电阻，单位为欧姆，X为电抗，单位为欧姆，j是虚数单位。

当X>0时，称为感性电抗；

当X=0时，阻抗为纯电阻；

当X<0时，称为容性电抗。

一般应用中，只需知道阻抗的强度即可：

阻抗Z= R+j ( XL –XC) 。

其中R为电阻，XL为感抗，XC为容抗。 

对电阻R为0的理想纯感抗或容抗元件，阻抗强度就是电抗的大小。

如果( XL–XC) > 0，称为“感性负载”；反之，如果( XL –XC) < 0称为“容性负载”。

在电阻、电感、电容并联电路中，1/R总=1/R+1/XL+1/XC

1、感性负载：

（1）、感性负载是指带有电感参数的负载。确切讲，应该是负载电流滞后负载电压一个相位差特性的为感性负载，如变压器，电动机等。另外一种是指有些设备在消耗有功功率时还会消耗无功功率，并且有线圈负载的电路，叫感性负载。

（2）、可通俗的说，即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品，如电动机、压缩机、继电器、日光灯等。也可理解为在电路中带线圈的用电设备，其线圈部分即为感性负载。

（3）、这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多（大约在3-7倍）的启动电流。例如，一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱，其启动功率可高达1000瓦以上。

（4）、扩展：在电网中，大部分电力设备是感性负载。感性负载工作时，由于自身感抗原因，电流滞后电压90°。因为这个原因造成电能利用率低，这时为了提高电能利用率，会在电路中加功率因数补偿设备，好比为什么配电箱还得专门配一个电容柜。是因为利用电容的电流超前电压90°的特性（与电感相反）与电感做互补，以使电路电压与电流相位不至于差太多。

（5）、电压电流关系：u=dψ(t) /dt。

2、容性负载：

（1）、容性负载一般是指带电容参数的负载，即符合电流超前电压特性的负载。容性负载充放电时，电压不能突变，其对应的功率因数为负值，对应的感性负载的功率因数为正值。

（2）、我们生活中大部分是感性负载和阻性负载，或者两者混合；容性负载比较少见，一般只有一些工厂才有，比如：电镀厂就需要大量电容。常见的容性负载有：电容器、功率补偿柜等。

（3）、电压电流关系：i=C(du/dt)。

3、阻性负载：

（1）、阻性负载指的是通过电阻类的元件进行工作的纯阻性负载。即和电源相比当负载电流负载电压没有相位差时负载为阻性（如负载为白炽灯、电炉等）。

（2）、电阻负载在做功时也会有有电感、电容性负载存在。例如：导线间会存在线路间的电容，导线间和对地间存在电感，期间感性负载通常大于容性负载。**电阻电容在做功时也会发热，即阻性做功；电感亦如此。元件的阻抗是频率的函数。在全频率范围内纯电阻电路、纯电容电路、纯电感电路是不存在的。 理论上只有可能存在某一个频率，实际中做不到。

（3）、对于灯具来讲，靠气体导通发光的灯具就是感性负载，靠电阻丝发光的属于阻性负载。感性负载如：日光灯、高压钠灯、汞灯、金属卤化物灯等。阻性负载如：碘钨灯、白炽灯、电阻炉、烤箱、电热水器等。

（4）、电压电流关系：U=RI。

几种负载在直流电路中的特点是：

电阻性负载：电流电压的关系符合基本欧母定律,I = U/ R  。
感性负载：允许电流流过，但电流滞后于电压，可储能于电感。
容性负载：阻止电流流过,也可储能于电容。

几种负载在交流电路中的特点是：

电阻性负载：电流电压的相位相同。

感性负载：电流滞后于电压。
容性负载：电流超前于电压。

感性负载就是工作时电压相位超前于电流相位，纯感性的话电压相位超前电流相位90度。

纯容性负载就是工作时电压相位滞后于电流相位，纯容性负载的话电压相位滞后于电流相位90度。

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