将電(diàn)容转换為(wèi)阻抗以及两者之间的关系

2020-08-12

電(diàn)子设备领域包含各种参数，可(kě)衡量，帮助和影响每个電(diàn)子设备的功能(néng)以及性能(néng)。这些参数影响初始和最终设计决策。

诸如電(diàn)容和阻抗之类的参数必须保持在可(kě)接受的设计范围内，否则即使最精确的设计也无法提供所需的功能(néng)结果。此外，在某些情况下，需要将一个参数转换為(wèi)另一个参数。像電(diàn)容到阻抗这样的一种转换是详细交流電(diàn)路分(fēn)析的要求。

電(diàn)容器与電(diàn)容

当然，与電(diàn)容相关的组件是電(diàn)容器，系统存储電(diàn)荷的能(néng)力称為(wèi)電(diàn)容。在物(wù)理(lǐ)學(xué)中，它是系统中電(diàn)荷变化与其電(diàn)势变化的比率。无论哪种情况，電(diàn)容的标准单位都是法拉。

这些无源電(diàn)子组件以静電(diàn)场的形式存储能(néng)量。最纯净的形式是，電(diàn)容器包含两个导電(diàn)板，这些导電(diàn)板由称為(wèi)電(diàn)介质的绝缘材料隔开。電(diàn)容器的電(diàn)容与板的表面积成正比，与板之间的距离成反比。但是，净電(diàn)容还取决于分(fēn)隔板的物(wù)质的介電(diàn)常数。

在转换電(diàn)容器的阻抗时，我们使用(yòng)公式Z = -jX。请记住，電(diàn)抗是一个更明确的参数，它定义了電(diàn)容器在特定频率下将具有(yǒu)多(duō)少電(diàn)阻。如前所述，了解阻抗对于详细的交流電(diàn)路分(fēn)析是必要的。

電(diàn)感和阻抗

了解交流電(diàn)路中的阻抗

阻抗是電(diàn)抗和欧姆電(diàn)阻共同作用(yòng)下電(diàn)路或组件对AC的有(yǒu)效電(diàn)阻。换句话说，阻抗是交流電(diàn)路中電(diàn)阻原理(lǐ)的延伸。我们还将阻抗定义為(wèi)施加電(diàn)压时对能(néng)量流的任何阻碍或電(diàn)流的反作用(yòng)的量度。

更為(wèi)技术上的定义是電(diàn)路对单一频率的交流電(diàn)的总阻力。总之，它是電(diàn)抗和電(diàn)阻的组合，我们以欧姆為(wèi)单位进行测量，并用(yòng)符号Z表示。

電(diàn)抗（X）表示组件对交流的電(diàn)阻，而阻抗（Z）表示组件对交流和直流的電(diàn)阻。我们通过使用(yòng)以下公式将其显示為(wèi)复数：Z = R + jX。理(lǐ)想情况下，電(diàn)阻器的阻抗等于其電(diàn)阻。在这种情况下，阻抗的实部或实部為(wèi)電(diàn)阻，虚部為(wèi)零或零。

将電(diàn)容转换為(wèi)阻抗

有(yǒu)電(diàn)容性電(diàn)抗计算器，只要您具有(yǒu)電(diàn)容器的電(diàn)容值（C）和通过電(diàn)容器的信号频率（f），就可(kě)以确定電(diàn)容器的阻抗。您可(kě)以以法拉，皮法拉，微法拉或纳法拉来输入電(diàn)容，以GHz，MHz，kHz或Hz為(wèi)单位输入频率。例如，在100赫兹的频率下2法拉的電(diàn)容将产生0.0008欧姆的阻抗。

以下是计算上述值所需的公式：

现在，我们了解理(lǐ)想電(diàn)阻的参数，即其阻抗等于其電(diàn)阻。但是，尽管这两个参数并不相同，但是理(lǐ)想電(diàn)容器的阻抗等于其電(diàn)抗的大小(xiǎo)。我们将電(diàn)抗表示為(wèi)以欧姆為(wèi)单位的普通数，電(diàn)容器的阻抗是電(diàn)抗乘以-j所得的值。这与以下公式相关：Z = -jX。在这种情况下，-j项表示纯電(diàn)容電(diàn)路中電(diàn)流和電(diàn)压之间发生的90度相移。

使用(yòng)转换方程式

使用(yòng)上面的公式（XC = 1 /ωC= 1 /2πƒC），您可(kě)以获得電(diàn)容器的電(diàn)抗，并将其转换為(wèi)電(diàn)容器的阻抗，可(kě)以使用(yòng)公式Z = -jX。请记住，電(diàn)抗是一个更明显的参数值，它可(kě)以确定電(diàn)容器在特定频率下的電(diàn)阻值。

从上面的方程式可(kě)以明显看出，電(diàn)容器的電(diàn)抗与電(diàn)容和频率均成反比。因此，较高的電(diàn)容和较高的频率将转换為(wèi)较低的電(diàn)抗。频率和電(diàn)抗之间的这种反比关系有(yǒu)利于使用(yòng)電(diàn)容器来阻止信号的低频分(fēn)量，同时允许高频分(fēn)量通过。

交流電(diàn)路中的電(diàn)容很(hěn)容易辨别，但是阻抗是全面交流電(diàn)路分(fēn)析的要求。从逻辑上讲，这意味着更深入地了解这两个参数如何交互的重要性。