使用方法
- 在 “频率” 中输入电源频率,例如50表示50 Hz。
- 在 “电阻 R”、“电感 L” 和 “电容 C” 中输入电路的各个元件。某个元件不存在时,将其输入框留空。
- 读取 “感抗 XL” 和 “容抗 XC”,再读取 “串联阻抗 |Z|” 与 “并联阻抗 |Z|” 及其相位角。
- 展开 “逐步计算过程”,逐项手算核对。
公式
交流电的频率不同,线圈和电容阻碍电流的程度也不同。这种以欧姆为单位的阻碍就是电抗:XL 是电感的电抗,XC 是电容的电抗。串联电路中,电抗与电阻按矢量相加;并联电路中,各支路的导纳(1 ÷ Z)相加。
XL = 2πfL
XC = 1 ÷ (2πfC)
串联: Z = R + jX,X = XL − XC
|Z| = √(R² + X²),θ = arctan(X ÷ R)
并联: Y = 1/R + j(2πfC − 1 ÷ (2πfL))
|Z| = 1 ÷ |Y|,θ = −arg(Y)
f 频率(Hz) L 电感(H) C 电容(F) R 电阻(Ω)
- 相位角为正时,电压超前电流,这是感性电路的特点。相位角为负时,电容占优势。
- 串联和并联是由相同元件组成的两种电路:同样的 R、L、C,接成串联或并联,阻抗并不相同。
计算器不包括的内容
- 混合串并联的电路,或某一支路中含有多个电阻、电感或电容的电路。请先算出等效值,或逐条支路应用阻抗规则。
- 实际元件的损耗:线圈导线的电阻,或电容的等效串联电阻,只有在填入 R 时才计入。
- 实际元件随频率变化的效应,例如电感的磁芯损耗和电容的容差。
计算示例:50 Hz,电阻10 Ω,电感100 mH,电容100 µF
感抗 XL = 2π × 50 × 0.1 = 31.42 Ω,容抗 XC = 1 ÷ (2π × 50 × 0.0001) = 31.83 Ω。
串联时净电抗 X = 31.42 − 31.83 = −0.415 Ω,因此 |Z| = √(10² + 0.415²) = 10.01 Ω,相位角为 −2.38°。电容略强于线圈,电路略呈容性。
并联时,电阻支路的导纳为 1/10 = 0.1 S,两条电抗支路的净电纳只有 −0.415 mS。因此 |Z| = 10 Ω,相位角为 +0.24°,非常接近电阻单独的结果。
常见问题
电抗的单位是什么?
电抗的单位是欧姆,与电阻相同。它是阻抗中由电容或电感储存并释放的那部分,不会转化为热量。
频率升高时,容抗为什么会变小?
频率较高时,电容通过的电流更大,因为每个周期内充电的时间更短:XC = 1 ÷ (2πfC) 随 f 增大而减小。感抗则相反,XL = 2πfL 随频率升高而增大。
串联相位角为什么是负数?
相位角为负,说明容抗大于感抗,电流超前于电压。正负号跟随 X = XL − XC 的符号。
能否在输入框中输入 4k7 或100µ?
可以。依输入框的不同,4k7 会被读作4.7 kΩ,100µ 会被读作100 µF。数字后面写的单位,例如100µF 或50Hz,会被忽略。
并联阻抗为什么与串联阻抗不同?
并联时各支路的电流相加,因此阻抗是各支路导纳之和的倒数。同样的元件组成不同的电流通路,所以得到的阻抗也不同。
并联电阻为零欧姆时会怎样?
并联的零欧姆电阻会把电路短路,并联阻抗为零,因此不显示该结果。没有电阻时,请将电阻框留空。
资料来源
- Wikipedia:Electrical reactance,XL 与 XC 的公式(英文)
- Wikipedia:Electrical impedance,阻抗的大小与相位(英文)
- Wikipedia:RLC circuit,串联与并联 RLC 电路(英文)
数据和文字最近核对于2026年11月10日星期二。