電抗
Reactance
別名:X、Capacitive reactance、Inductive reactance、感抗、容抗
電抗(Reactance, X)為阻抗之虛部(IEEE Std 100)。分為感抗 X_L = ωL(+90°)與容抗 X_C = 1/(ωC)(-90°),單位歐姆(Ω)。與頻率相關,為諧波分析之基礎。
白話說明
電抗是交流電路中『儲能元件』(電感、電容)對電流造成的動態阻礙。不像電阻會把電能轉成熱消耗掉,電抗只是『暫時儲存』電能再釋放——這就是為什麼它和無效電力密切相關。
完整定義
電抗於一般定義為阻抗之虛部(即 j,或 90° 相位角之 分量),而電阻為實部(零相位角分量)。電抗以兩種形式 存在:電容器之容抗(X_C)具負 90° 相位角;電感器 之感抗(X_L)具正 90° 相位角。兩者關係為: X_L = ω L = 2π f L(感抗)、 X_C = 1/(ω C) = 1/(2π f C)(容抗)。 以歐姆(Ω)為單位。
標準原文 (Original Text)
reactance (1) (general) The imaginary part of impedance. (3) The imaginary component (j, or 90 phase angle) of impedance, where resistance is the real component with a zero phase angle. Reactance appears in two forms, one as a capacitive reactance (Xc) for a capacitor (C), and the other as inductive reactance (Xl) for an inductor (L). The former has the negative 90 phase angle, and the latter a positive 90 angle.
電抗與頻率直接相關:感抗隨頻率升高而增大(X_L \propto f), 容抗隨頻率升高而減小(X_C \propto 1/f)。此頻率依存性 為電力系統諧波分析之基礎:高次諧波於電感性元件(變壓器、 電動機)面對更高感抗,但流入電容器組時則因容抗降低而 產生異常大電流,可能造成電容器過負載。串聯諧振發生於 X_L = X_C 時(對應頻率 f_0 = 1/(2π√(LC))), 此時阻抗僅為電阻,可能導致電流過大或電壓過高之危險現象。
生活比喻
就像盪鞦韆時你推鞦韆的手感:順著擺動方向推(感性負載)、或迎著擺動方向推(容性負載),你會感覺到不同方向的『阻力』,但這個阻力不是摩擦——它只是能量在你和鞦韆之間來回交換。
為何重要
輸電線路的電抗決定了輸送容量極限;變壓器短路阻抗幾乎全部由電抗構成;電容器組補償無效電力靠的就是容抗。電抗是設計交流電力系統不可或缺的參數。
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