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輸入計算

數學公式

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結果

阻抗 |Z|
95.289051
歐姆(Ω)
相位角 φ 17.656787 degrees

這個計算器能做什麼

本工具用來計算「電阻 R 與電感(線圈)L 並聯」電路,在頻率為 f 的交流電源驅動下的阻抗大小 |Z| 與相位角。這是一個通用的物理計算工具,適用於任何地區,不涉及任何國家或地區的特定規範。

在交流電源兩端的兩個節點之間並聯的電阻與電感
RL並聯電路:電阻R和電感L在交流電源兩端共用相同的兩個節點。

使用方式

分別輸入電阻 R、電感 L 與電源頻率 f,並各自選擇對應的單位前綴(例如 kΩ、mH、kHz)。計算器會將所有數值換算為 SI 單位(歐姆、亨利、赫茲),求出角頻率,並輸出以歐姆為單位的阻抗大小,以及以度為單位的相位角。

公式說明

在 RL 並聯電路中,各分支的導納會相加:\(1/Z = 1/R + 1/(j\cdot\omega\cdot L)\),其中 \(\omega = 2\cdot\pi\cdot f\) 為角頻率,\(\omega\cdot L\) 為感抗。取其大小可得 $$|Z| = \frac{1}{\sqrt{\left(\dfrac{1}{R}\right)^{2} + \left(\dfrac{1}{\omega\cdot L}\right)^{2}}}$$ 總阻抗的相位角為 $$\varphi = \arctan\!\left(\frac{R}{\omega\cdot L}\right)$$ 再乘以 \(180/\pi\) 換算成度。由於這是並聯組合,\(|Z|\) 永遠不會超過 \(R\) 本身的值。

顯示電阻電流、電感電流及總阻抗相位角的相量圖
相量圖:電感電流滯後,使並聯組合的相位角為負。

實例演算

假設 \(R = 100\ \Omega\)、\(L = 10\ \text{mH} = 0.01\ \text{H}\)、\(f = 5\ \text{kHz} = 5000\ \text{Hz}\)。則 $$\omega = 2\cdot\pi\cdot 5000 = 31415.93\ \text{rad/s}$$ $$\omega\cdot L = 314.159\ \Omega$$ 因此 \(1/R = 0.01\)、\(1/(\omega\cdot L) = 0.0031831\)。兩者的平方和為 \(1.10132\mathrm{E}{-4}\),開根號後為 \(0.0104944\),得到 \(|Z| = 95.288\ \Omega\)。相位角 $$\varphi = \arctan\!\left(\frac{100}{314.159}\right) = \arctan(0.31831) = 0.30876\ \text{rad} = 17.690^\circ$$

常見問題

在直流(f = 0)時會怎樣?理想線圈相當於短路,因此 \(\omega\cdot L = 0\),阻抗會降為 0 Ω,相位角為 90 度。

為什麼 |Z| 會比 R 還小?在並聯電路中,電感提供了一條額外的電流路徑,使整體阻抗低於電阻本身的值。

有把線圈的電阻算進去嗎?沒有。本模型將電感視為理想(無損耗)元件。對於帶有串聯電阻的實際線圈,計算結果僅為近似值。

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