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阻抗角

鎖定
阻抗角是指交流電路相電壓相電流之間的相位差,又稱為功率因數角,也可以表述為復(數)阻抗的輻角。其數值上等於正弦電壓的相位減去正弦電流的相位。 [1] 
中文名
阻抗角
外文名
impedance angle
別    名
功率因數角
釋    義
P=UI=RI^2=UICosφ,其中φ
表    述
複數阻抗的幅角

目錄

阻抗角定義

正弦交流電作用於任一線性非時變二端網絡,其兩端電壓與電流相量之比稱為該網絡的阻抗,阻抗角就是阻抗的輻角。即電壓電流的相位差。

阻抗角公式

如下圖1所示,二端網絡兩端的電壓為,電流為,因此網絡的阻抗為: [2] 
圖1 圖1
網絡阻抗是一個複數,其模表示電壓,電流振幅值有效值的比值,而幅角φZ代表電壓電流的相位差,即網絡的阻抗角。
阻抗角定義示意圖 阻抗角定義示意圖
對於R、L、C其阻抗分別為:
阻抗角 阻抗角
電阻R是不隨ω變化的常量,電阻上的電壓與流過電流同相;電感的感抗XL與ω成正比,電感兩端的電壓超前流過電感的電流π/2;電容的容抗XC與ω成反比,電容兩端的電壓滯後流過電容電流π/2。

阻抗角測量方法

用雙蹤示波器測φZ時,要使示波器與測試電源“共地”,測量電路如下圖2。
圖2 雙跡法測阻抗角電路圖 圖2 雙跡法測阻抗角電路圖
將電源電壓U和電阻r分別加到雙蹤示波器的Y1和Y2兩個輸入端,調節示波器在熒光屏上顯示出穩定波形,如下圖3:
圖3 雙跡法測相位差 圖3 雙跡法測相位差
讀出波形一週期所佔橫軸長度,讀出兩波形過零點的間隔,則相位差為:
阻抗角 阻抗角
電壓表法測阻抗角如下圖(a)所示。電源電壓相量為U,Z及r上電壓相量分別為Uz和Ur。設Z為感性阻抗,可得相量圖(b)所示。可由圖求出阻抗角:
阻抗角 阻抗角
阻抗角 阻抗角
參考資料
  • 1.    閻金鐸,姜璐,崔華林.《中國中學教學百科全書·物理卷》:瀋陽出版社,1991
  • 2.    林梓.《電路分析》:人民郵電出版社,2011