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數學公式

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結果

電容抗(Xc)
265.2582
歐姆(Ω)
公式 Xc = 1 / (2π f C)

什麼是電容抗?

電容抗(Xc)是電容器對交流電(AC)所呈現的阻礙作用。和電阻不同的是,電容器的阻礙程度會隨著訊號頻率而改變:頻率愈高,電容抗就愈低。電容抗的單位同樣是歐姆(Ω),與電阻一致;但它並不會像電阻那樣把能量轉化為熱能消耗掉,而是先儲存再釋放能量。

帶正弦波電源的交流電路中的電容器
容抗會阻礙交流電流通過電容器。

如何使用本計算器

請輸入交流電的頻率(以赫茲 Hz 為單位)以及電容值(以微法拉 µF 為單位)。計算器會自動將微法拉換算為法拉,並算出以歐姆表示的電容抗。無論是濾波器設計、耦合/去耦電路,或是一般交流電路分析,都能派上用場。

公式解析

電容抗的計算公式為 $$X_C = \frac{1}{2\pi f C}$$ 其中 \(f\) 為頻率(單位赫茲),\(C\) 為電容值(單位法拉)。式中的常數 \(2\pi\) 是用來把頻率換算成角頻率(\(\omega = 2\pi f\))。當 \(f\) 或 \(C\) 變大時,分母的乘積也隨之變大,\(X_C\) 便會下降——這正是為什麼電容器能讓高頻訊號通過,卻會阻擋直流電(在 0 Hz 時電容抗為無限大)。

容抗隨頻率升高而減小的曲線
電抗 \(X_C\) 隨頻率 \(f\) 升高而下降,呈反比關係。

實例計算

以一顆 10 µF 的電容器在 60 Hz 下為例:\(C = 10 \times 10^{-6} = 0.00001 \text{ F}\)。代入公式得 $$X_C = \frac{1}{2 \times \pi \times 60 \times 0.00001} = \frac{1}{0.0037699} \approx 265.26 \ \Omega$$ 而同一顆電容器在 1000 Hz 時,電容抗則僅約 \(15.9 \ \Omega\)。

常見問題

為什麼頻率愈高,電容抗反而愈小?當訊號交替的速度愈快,電容器充放電也愈頻繁、愈順暢,因此對電流的阻礙就愈小。

直流(DC)時的電容抗是多少?在 0 Hz 時,公式分母為零,電容抗趨於無限大——也就是說,電容器會阻擋直流電通過。

我應該使用哪些單位?請以赫茲(Hz)輸入頻率,以微法拉(µF)輸入電容值,計算結果即為歐姆(Ω)。若你的電容值是奈法拉(nF),請除以 1000 換算成 µF;若是皮法拉(pF),則除以 1,000,000。

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