RLC 阻抗计算器
根据电阻、电感、电容、频率和电压,计算串联 RLC 电路的阻抗、电抗、相位角与电流。
串联 RLC 阻抗
输入正值的交流电路参数,计算复阻抗的幅值。
关于 RLC 阻抗
阻抗描述交流电路对电流的阻碍程度。与单纯的电阻不同,阻抗包含电感和电容的储能作用,因此其幅值和相位都随频率变化。在串联 RLC 电路中,电阻、感抗和容抗组合为一个复数。本计算器以欧姆显示阻抗幅值、以度显示相位角,再运用欧姆定律估算有效值电流。
感抗为 XL = 2πfL。它与频率成正比增加,因为快速变化的电流会在电感中产生更大的反向电压。容抗为 XC = 1 / (2πfC)。它随频率升高而减小,因为电容更容易通过快速变化的电流。串联净电抗为 XL 减去 XC。阻抗幅值等于 R 的平方与净电抗平方之和的平方根。
相位角为净电抗除以电阻后的反正切。结果为正表示电路呈感性,电流滞后于电压;结果为负表示电路呈容性,电流超前于电压。当 XL 与 XC 相等时,两者相互抵消,相位角为零,理想串联阻抗等于电阻。此状态称为谐振,在固定电源电压下通常产生最大电流。
采用有效值电压,是因为它表示交流波形与直流等效的发热值。在理想正弦稳态下,有效值电压除以阻抗幅值即为有效值电流。此计算不模拟开关瞬态、非线性磁芯、介质损耗、绕组电阻或随频率变化的源阻抗。这些因素在实际电路中很重要,选择元件或验证设计时应予以考虑。
输入采用常见工程单位:电阻为欧姆,电感为毫亨,电容为微法,频率为赫兹,电压为伏特有效值。计算前会将电感和电容换算为亨利和法拉。可用结果核对作业、估算电流、比较元件组合或选择测试频率。对于市电供电或高能量电路,应将结果视为分析估算,并遵守适用的电气安全措施、元件额定值和测量程序。
RLC 阻抗示例
| 输入 | 结果 | 说明 |
|---|---|---|
| 100 Ω, 100 mH, 10 µF, 50 Hz, 230 V | Z = 303.8226 Ω; I = 0.757 A | 电路主要呈容性。 |
| 50 Ω, 10 mH, 100 µF, 159.1549 Hz, 100 V | Z ≈ 50 Ω; I ≈ 2 A | 电路处于理想串联谐振状态。 |
| 20 Ω, 50 mH, 5 µF, 1 kHz, 12 V | Z ≈ 283.04 Ω; I ≈ 0.0424 A | 高频时感抗占主导。 |
如何计算 RLC 阻抗
- 输入串联电阻,单位为欧姆。
- 输入以毫亨为单位的电感和以微法为单位的电容。
- 输入电源频率与有效值电压。
- 选择“计算阻抗”,查看电抗、阻抗、相位与电流。
RLC 阻抗常见问题
电阻与阻抗有什么区别?
电阻耗散能量,是阻抗的实部。阻抗还包含随频率变化的感性和容性阻碍作用。
为什么阻抗会随频率变化?
感抗随频率增加而增大,容抗则减小。两者差值的变化会同时改变阻抗幅值与相位。
串联谐振时会发生什么?
理想串联谐振时,感抗与容抗相互抵消,剩余阻抗等于电阻,因此固定电压下电流达到最大。
计算出的电流是峰值还是有效值?
显示的是有效值电流,因为输入要求有效值电压。对于正弦波,峰值电流等于有效值电流乘以二的平方根。
可以计算并联 RLC 网络吗?
不可以,本页采用串联阻抗公式。对于理想并联支路,请使用 RLC 电路计算器并选择并联模式。