RLC 阻抗計算器
依據電阻、電感、電容、頻率及電壓,計算串聯 RLC 電路的阻抗、電抗、相位角與電流。
串聯 RLC 阻抗
輸入正值的交流電路參數,計算複數阻抗的大小。
關於 RLC 阻抗
阻抗描述交流電路對電流的阻礙程度。與單純的電阻不同,阻抗包含電感與電容的儲能作用,因此其大小與相位皆依頻率而變。在串聯 RLC 電路中,電阻、感抗與容抗組合成一個複數。本計算器以歐姆顯示阻抗大小、以度顯示相位角,再透過歐姆定律估算有效值電流。
感抗為 XL = 2πfL。感抗與頻率成正比增加,因為快速變動的電流會在電感中產生較大的反向電壓。容抗為 XC = 1 / (2πfC),會隨頻率升高而下降,因為電容較容易通過快速變動的電流。串聯淨電抗為 XL 減去 XC。阻抗大小等於 R 的平方與淨電抗平方之和再開平方。
相位角是淨電抗除以電阻後的反正切。正值代表電路呈感性,電流落後電壓;負值代表呈容性,電流領先電壓。當 XL 與 XC 相等,兩者作用抵銷,相位角為零,理想串聯阻抗等於電阻。此狀態稱為共振,在固定電源電壓下通常產生最大的電流。
採用有效值電壓,是因為它表示交流波形的等效發熱值。在理想正弦穩態下,有效值電壓除以阻抗大小即可得到有效值電流。本計算不模擬切換暫態、非線性磁芯、介電損耗、繞組電阻或隨頻率改變的電源阻抗。這些效應在實際電路中很重要,選擇元件或驗證設計時應納入考慮。
輸入欄位使用常見工程單位:電阻為歐姆、電感為毫亨利、電容為微法拉、頻率為赫茲、電壓為伏特有效值。計算前會換算成亨利與法拉。可用結果核對作業、估算電流、比較元件組合或選擇測試頻率。對市電供電或高能量電路,請將輸出視為分析估算,並遵循適當的電氣安全措施、元件額定值及量測程序。
RLC 阻抗範例
| 輸入 | 結果 | 說明 |
|---|---|---|
| 100 Ω, 100 mH, 10 µF, 50 Hz, 230 V | Z = 303.8226 Ω; I = 0.757 A | 電路主要呈容性。 |
| 50 Ω, 10 mH, 100 µF, 159.1549 Hz, 100 V | Z ≈ 50 Ω; I ≈ 2 A | 電路處於理想串聯共振狀態。 |
| 20 Ω, 50 mH, 5 µF, 1 kHz, 12 V | Z ≈ 283.04 Ω; I ≈ 0.0424 A | 高頻時感抗占主導。 |
如何計算 RLC 阻抗
- 以歐姆輸入串聯電阻。
- 以毫亨利輸入電感,以微法拉輸入電容。
- 提供電源頻率與有效值電壓。
- 選取「計算阻抗」,查看電抗、阻抗、相位與電流。
RLC 阻抗常見問題
電阻與阻抗有何不同?
電阻會耗散能量,是阻抗的實部。阻抗也包含隨頻率變化的感性與容性阻礙作用。
為什麼阻抗會隨頻率改變?
感抗隨頻率升高而增加,容抗則下降。兩者差值的變化會同時改變阻抗大小與相位。
串聯共振時會發生什麼事?
理想串聯共振時,感抗與容抗互相抵銷,剩餘阻抗等於電阻,因此在固定電壓下電流最大。
計算出的電流是峰值還是有效值?
顯示的是有效值電流,因為輸入欄位要求有效值電壓。對正弦波而言,峰值電流等於有效值電流乘以二的平方根。
可以計算並聯 RLC 網路嗎?
不行,本頁採用串聯阻抗公式。若要計算理想並聯支路,請使用 RLC 電路計算器並選擇並聯模式。