24小時聯系電話:18217114652、13661815404
中文
技術專題
交流電路設計分析中電容器阻抗的重要性及其計算方法
電子領域包含各種參數,可以衡量,輔助和影響每個電子設備的功能和性能。在設計過程中,必須準確評估這些參數,以指導初始和最終設計決策。
此外,諸如電容和阻抗之類的參數必須保持在可接受的設計范圍內,否則即使精確的設計也可能無法提供所需的功能。在某些情況下,需要將一個參數轉換為另一個參數。此外,在進行詳細的交流電路分析時,必須將電容等參數轉換為阻抗。
電容器中的電容
當然,我們將電容與電容器相關聯。我們將系統存儲電荷的能力稱為“電容”。但是,在物理學中,我們將其稱為系統內電荷變化與其電勢變化之比。此外,法拉是其標準計量單位。
電容器的解剖。
電容器是無源電子元件,以靜電場的形式提供能量存儲。電容器包含兩個導電板,這些導電板由稱為電介質的絕緣材料隔開。電容器的電容與板的表面積成正比,與板的間距成反比。電容還取決于分隔這些板的物質的介電常數。
在計算電容器的阻抗時,我們使用以下公式:
Z = -jX
如您所知,電抗是一個更明確的參數,它表示電容器在特定頻率下將具有多少電阻。
電路中的阻抗
阻抗是電路或組件對交流電流的有源電阻,是由電抗和歐姆電阻的綜合作用演變而來的。換句話說,阻抗僅僅是交流電路中電阻原理的延伸。我們還將其定義為在施加電壓時電流對能量流的任何阻礙或度量。
更為技術上的定義是電路對單一頻率的交流電的阻礙。總之,它是電抗和電阻的組合,我們以歐姆為單位進行測量,并用符號Z表示。
但是,電抗(X)表示組件對AC的電阻,而阻抗(Z)表示組件對AC和DC的電阻。我們使用以下公式將其顯示為復數:
Z = R + jX
理想情況下,電阻器的阻抗等于其電阻。在這種情況下,阻抗的實際或實際方面是電阻,而虛數為零或零。
電抗,電阻和阻抗
在直流電路中,我們可以僅使用電阻來描述組件或元件。但是,由于電容器的無限電阻,我們將其在直流電路中的電阻解釋為開路。而我們將直流電路中電感的電阻視為短路(即零電阻)。理想情況下,在直流電路中使用電感器或電容器是組件的低效使用。盡管我們繼續看到它們在電路中的使用,因為從功能上講,它們不能在恒定的電流或電壓下運行。
如前所述,交流電路中的阻抗是施加交流電壓時與電路中電流相對的度量。它本質上是電壓與電流的比率,我們在頻域中表示它。此外,阻抗是一個復數,其中包含了實部和虛部:
Z = R + jX
在這里,復阻抗為Z
我們將阻力表示為R(實際方面)
我們將電抗表示為X(虛構方面)
請記住,電抗可以是負也可以是正,而阻力始終是正。而且,電抗以磁場或電場的形式存儲能量,并且電路內的電阻以熱量的形式耗散功率。
電容器的阻抗
電容器將一定水平的電容引入電路。在功能上,電容器以電場的形式提供電能的臨時存儲。這定義了電容器的功能,但是實際上,在時域中,電容器的電壓相對于電流滯后90度。
根據您的觀點,也可以說電容器的電流使電壓領先900伏特。在任何一種情況下,我們都使用復數來表示這一操作事實。電容器阻抗的公式如下:
Z C = -j
此處,電容器的阻抗為Z C
的角頻率是ω,我們計算為:
ω=2πf
我們將信號的頻率表示為f
π= 3.14
的電容的電容器的是?
就電容器參數而言,理想電容器的電阻為零。但是,理想電容的電抗和阻抗對于所有電容和頻率值均為負。電容器的有效阻抗(絕對值)取決于頻率,通常,對于理想的電容器,其總會隨著頻率而降低。
從上面的方程式可以明顯看出,電容器的電抗與電容和頻率均成反比。因此,較高的電容和較高的頻率都轉化為較低的電抗。總而言之,頻率和電抗之間的這種反比關系有利于電容器使用,以阻止信號的低頻成分,同時允許高頻成分通過。
盡管很容易辨認出交流電路中的電容,但是參數阻抗要求徹底的交流電路分析。牢記這一點,對這兩個參數的相互作用的重要性有更深入的了解是至關重要的。