感抗与电流及电压的关系与计算公式

感抗与电流及电压的关系与计算公式

感抗是交流电路中电感元件对电流的阻碍作用，其大小与电感量和频率成正比。本文将详细介绍感抗与电流、电压的关系及其计算公式，帮助读者理解交流电路中电感元件的工作原理。

当交流电通过线圈时，在线圈中产生自感电动势。根据电磁感应定律（楞次定律），自感电动势总是阻碍电路内电流的变化，形成对电流的“阻力”作用，这种“阻力”作用称为电感电抗，简称感抗。用符号XL表示，单位也是欧姆。

实验证明，线圈的电感L越大，交流电的频率f越高，则其感抗XL就越大，它们之间的关系为：

上述公式中：

• f：表示交流电的频率，单位Hz；
• L：表示自感系数；单位为亨利(H)
• XL：线圈的感抗，单位为欧姆(Ω)

以上公式表明，当电感系数一定时，感抗与频率成正比，即电感元件具有通低频率阻高频率特性。

当f=0时，XL=0。这说明感抗对直流电不起阻碍作用。所有在直流电路中，可将线圈看成是短路。

如下图，纯电杆电路中，如果线圈两端加上正弦交流电压u，理论证明，在纯电感电路中线圈两端电压有效值U与线圈中电流有效值I之间的关系为：

上述公式表明，电感器元件上电压有效值与电流有效值也满足欧姆定律。注意，瞬时值之间不满足这种关系。

根据电磁感应定律分析，u与i的变化关系如下图(左)，从图可知，电感上电压u总是超前i 90°。用相量图表示见下右图：

按逆时针方向，IL相量在UL相量之后90°，即IL滞后UL 90°。