电容器电抗(有时)是否用负号定义?


9

维基百科目前声称如此

在此处输入图片说明

但是我通过Google图书浏览了6本书,但它的定义不是这样,也就是说,

Xc=1ωC=12πfC

维基百科是全在这废话,就是那短短的边缘清晰度,或以某种方式全部六本书我已经通过GB检查刚刚发生矛盾的是,有些EE圣经实际上像一个减号定义它?维基百科引用了一本书和一个无法验证的网站。我现在无法访问该书。我检查过的:1 2 3 4 5 6。请注意,根据您的Google运气,您可能无法看到所有这些信息。我已经检查了第三版。H&H的《电子艺术》;这也给了它积极的方式(第42页)。

实际上,我能够验证Wikipedia中引用的教科书的较新版本,并且确实以负号定义了该版本。所以我猜这是那些蛋端问题。我仍然很好奇是否有任何EE标准(IEC等)对此持立场。也许有人知道...


我已经接受亚当斯的回答足够好(并且我也修复了维基百科),但是,如果有人对IEC,IEEE或任何其他标准机构对此有所了解,请做出贡献...

从Wikiality部门来看,该文章似乎已经改变了很多次。早在三月份,它就给出了肯定的定义


1
如果查看某个元素的电抗(不管它是哪种类型的元素),则如果该值为负,则该元素将被视为电容性的;如果该值为正,则该元素将被视为电感性的。如果您专门谈论电容器,则可以假定它是一个电容性设备,并且它的电抗保证为负(因此您可以忽略负号,并在上下文中假定其为负)。我不会说这些来源中的任何一个都不正确,但也许措辞不佳/模棱两可。
沙塔姆(Shamtam),2015年

2
它在顶部的Wiki文章中说:“本文的事实准确性存在争议”(我同意)。使用不带“ j”的负号是错误的。说到幅度,等于1 /(2 pi fc)就可以了。
安迪(aka Andy)

@Andyaka:哦,我添加了“有争议的”标签...因为我现在知道它实际上是可验证的信息,所以我应该将其更改为“ POV争议”。
Fizz

2
如果我们将电感电抗定义为正,并将电抗一般定义为阻抗的虚部,那么我们通过关联将电容电抗定义为负。
Ignacio Vazquez-Abrams

@ IgnacioVazquez-Abrams:是的,那本教科书在做什么。
Fizz

Answers:


12

电容器的阻抗由下式给出:

ZC=1jωC=1j2πfC

其中。获得负号需要一些代数:j=1

1j=jj1j=jj2=j1=j

ZC=1j1ωC=jωC

电抗是阻抗的虚部,因此可以说是:

XC=Im{ZC}=1ωC

如果要将串联的电感器和电容器组合成单个等效电抗,则符号很重要。

但什么真正代表是电容器的电压和电流(电流引线电压)之间的-90度相移:j

电容VI波形来源

如果要分别讨论电抗的幅度和相移效应,则可以删除负号:

XC ^=| ZC| =1

ZC=1ωC90
XC=|ZC|=1ωC

我不会说他们两个都错了。它们是简化以避免复杂数字的不同方法。任何简化有时都是正确的,而有时则是错误的。您需要复数来获得完整的图像,但是对于大学新生或普通大众来说,这是很多数学运算。因此,入门书通常会分别处理幅度和相位效应。

您的引用就是很好的例子。第一本书给出了正电抗,然后告诉您将电感和电容像这样组合:

Resultant reactance=XLXC=2πfL12πfC

第二本书给出了肯定的公式,并在下一段中描述了相移。第三本书(傻瓜电子学)是有意简化的。第四本书在下一页用相量图描述了相移。第5本书在定义下方的框中提到了相移,但说这本书完全省略了电感器。第六本书描述了定义后页面上的相移。


3

我认为在数学上是不正确的j=1j2=1

C

VV^ii^

XCX=1ωC|X|=X^=1ωCX^

谈论电抗意味着我们也应该谈论电纳,这不是电抗的倒数,而是导纳的虚构部分。

Z=R+jXRWW=1/ZW=G+jYGYR,X,GYRG

解决这个问题会得到:

W=1Z=1R+jX=1R+jXRjXRjX=RjXR2+X2=R(R2+X2)+jXR2+X2=G+jY

W

Y=XR2+X2
YX<0

CR=0ΩX=1ωCΩC

Y=(1ωC02+(1ωC)2)=1ωC(1ωC)2=ωC
Y>0

CX=1YYC

还要注意,符号的变化意味着相位也已经翻转,应该是这样:因为在电容器上,其上方的电压落后于通过它的电流90度。

VCIC=ZCXC

ICVC=YCYC


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1

负号表示与施加信号的相位关系。在某些情况下,人们仅对电抗及其对简单观察结果(例如电流)的影响感兴趣。就像I = E / R,这里是I = E / X,如果您只是想了解电流(想想电器),那么您就不必担心任何相位关系,可以忽略符号。这就是为什么您通常不会在入门资料中看到它的原因。


恐怕[我知道]唯一用负号定义它的教科书(EE 101)比我提到的其他教科书还更基础,因此我不认为减号是对进阶治疗的指征。 ...
嘶嘶声
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