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⚡ 容抗感抗计算器

根据频率与元件值计算容抗 Xc = 1/(2πfC) 和感抗 XL = 2πfL,结果以 Ω、kΩ 与 MΩ 给出,附带 LC 谐振频率交叉校验,适合滤波与分频电路设计。

这是什么工具?

电容和电感阻碍交流电流动的方式与电阻不同,靠的是电抗——一种随频率变化的阻抗,单位同样是欧姆。电容的容抗 Xₘ = 1/(2πfC):高频轻松通过,低频被挡住;电感的感抗 Xₙ = 2πfL:正好相反。两者正是所有滤波器、分频器和调谐回路的"选频砖块"。下图把两条曲线的走向画在了一起:

frequency f reactance XL = 2πfL XC = 1/(2πfC) XC = XL at f₀

理解了这两条曲线——一条上升、一条下降——就迈出了设计任意选频电路的第一步:音箱里高音单元和低音单元各取所需,耦合级用电容隔直,电源用电感平滑纹波,靠的都是它们。从 433 MHz 遥控模块的匹配网络,到中科院射电望远镜的接收前端,选频电路处处有它们的身影。频率与波长的互换可用频率波长换算器。

运作原理

计算器接受频率(Hz、kHz、MHz、GHz)加电容或电感,统一换算到基本单位后套用 Xₘ = 1/(2πfC) 或 Xₙ = 2πfL。如果同时填了 L 和 C,还会额外计算两条曲线相交的谐振频率——也就是LC 谐振频率计算器用的同一个 f₀ = 1/(2π√(LC))。下表是 1 kHz 下几种元件的电抗参考值:

元件参数值1 kHz 下的电抗
电容100 nF1.59 kΩ
电容10 µF15.9 Ω
电感10 mH62.8 Ω
电感100 µH0.628 Ω

派生出的kΩ 与 MΩ 读数方便快速判断元件量级,LC 谐振交叉校验在给调谐回路配对电容电感时很顺手。要算整个电路的阻抗(电阻加电抗),可以结合欧姆定律计算器使用。

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使用方法

  1. 选择元件类型:电容或电感。
  2. 输入元件值并选择单位(pF–F 或 nH–H)。
  3. 输入频率并选择单位(Hz、kHz、MHz 或 GHz)。
  4. 点击"计算",查看 Ω、kΩ 与 MΩ 三种单位的电抗。
  5. 同时填入 L 和 C 时,读取谐振频率交叉校验结果。

常见问题

电阻和电抗有什么区别?

电阻在任何频率下都以同样方式阻碍电流,并把能量以热的形式耗散;电抗靠存储和回放能量(电场或磁场)来阻碍电流,且随频率变化。两者合成阻抗 Z = R + jX。

为什么容抗随频率升高而下降?

电容靠充放电传递电荷。频率越高,一个周期越短,同样的电压下每秒通过的电荷越多——等效阻碍越小。直流(0 Hz)时 Xc 无穷大,这就是电容隔直的原理。

Xc 和 XL 在什么频率相等?

两者相等的频率就是谐振点 f₀ = 1/(2π√(LC))。同时填入两个元件值时计算器会显示它。低于 f₀ 电路呈容性,高于 f₀ 呈感性。

电抗就是阻抗吗?

不是。阻抗是电阻和电抗的矢量和 Z = √(R² + X²),还带相位角;电抗只是虚部。纯电容或纯电感(R = 0)时两者数值相等,但真实元件总有点电阻。

耦合电容的值怎么选?

让 Xc 在最低需通过频率下远小于后级输入阻抗,通常取后级的 1/10 或更小。音频耦合按 100 Hz 时 Xc < 160 Ω 反推,需要 C > 10 µF——这就是音频电路用微法级电容的原因。

为什么高频实测电抗和计算值对不上?

真实元件有寄生参数:电容有 ESL 和 ESR,电感有匝间电容和 DCR。超过自谐振频率后,元件行为会完全改变。计算只在远低于 SRF 的频率范围内成立。

技巧与建议

别忘了相位关系:电容里电流超前电压 90°,电感里电流滞后 90°——单看电抗大小永远只是故事的一半,但滤波器的截止点确实由这个模值决定。高频使用电容时要留意自谐振:超过 SRF 之后,电容开始表现出感性,不再是电容了。电感的内阻(DCR)通常很小,但在大电流滤波里不可忽视。电抗低于约 10 Ω 或高于 1 MΩ 对真实电路意义不大——杂散电阻和杂散电容会开始主导,设计要落在合理区间。音频分频里频率翻倍感抗加倍、容抗减半,这正是扬声器系统每个单元都要用多阶网络的原因。要整体把握谐振点附近的行为,可参考LC 谐振频率计算器。

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来源与参考

最后审阅:2026 年 8 月。

  1. Paul Horowitz 与 Winfield Hill——The Art of Electronics(电抗与阻抗)。
  2. All About Circuits——交流电抗章节(开放教材)。

限制与免责声明

假设理想元件,且工作频率远低于自谐振频率。真实的电容和电感带有寄生电阻和电抗,在高频下会偏离简单公式。请务必查阅元件数据手册中的自谐振频率(SRF)和容差。

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