交流電是能夠通過(guò)電容的,但是將電容器接入交流電路中時(shí),由于電容器的不斷充電、放電,所以電容器極板上所帶電荷對(duì)定向移動(dòng)的電荷具有阻礙作用,物理學(xué)上把這種阻礙作用稱(chēng)為容抗,用字母Xc表示.所以電容對(duì)交流電仍然有阻礙作用.電容對(duì)交流電的阻礙作用叫做容抗.電容量大,交流電容易通過(guò)電容,說(shuō)明電容量大,電容的阻礙作用?。唤涣麟姷念l率高,交流電也容易通過(guò)電容,說(shuō)明頻率高,電容的阻礙作用也小.實(shí)驗(yàn)證明,容抗和電容成反比,和頻率也成反比.如果容抗用XC表示,電容用C表示,頻率用f表示,那么
XC＝1／(2πfC)
容抗的單位是歐姆.知道了交流電的頻率f和電容C,就可以用上式把容抗計(jì)算出來(lái).
說(shuō)明
①在純電容電路中,接通電源時(shí),電源的電壓使導(dǎo)線(xiàn)中自由電荷向某一方向作定向運(yùn)動(dòng),由于電容器兩極板上在此過(guò)程中電荷積累而產(chǎn)生電勢(shì)差,因而反抗電荷的繼續(xù)運(yùn)動(dòng),這樣就形成容抗.
②對(duì)于帶同樣電量的電容器來(lái)說(shuō),電容越大,兩板的電勢(shì)差越小,所以容抗和電容成反比.交流電頻率越高,充、放電進(jìn)行得越快,容抗就越小.所、以容抗和頻率也成反比.即XC=1/ωC.
③在理想條件下,當(dāng)ω=0,因?yàn)閄C=1/ωC,則XC趨向無(wú)窮大,這說(shuō)明直流電將無(wú)法通過(guò)電容,所以電容器的作用是“通交,隔直”.在交流電路中,常應(yīng)用容抗的頻率特性來(lái)“通高頻交流,阻低頻直流”.
④在純電容的電路中,電容器極板上的電量和電壓的關(guān)系式是q=CU.同時(shí)在△t時(shí)間內(nèi)電容器極板上電荷變化為△q所以電路中電流為I=△q/△t,在電容電路中電容的基本規(guī)律是I=C·△u/△t.由于正弦交流電在一周期內(nèi)的電壓作周期變化,所以電壓的變化率（△q/△t）是在改變的.由此得出,當(dāng)電壓為零時(shí),其電壓變化率（△q/△t）為最大,電路中電流也最大.反之,當(dāng)電壓為最大值時(shí),其電壓變化率（△q/△t）為零,電流也為零.所以電路中電流的相位超前于電容兩端電壓的π/2.
⑤在純電容電路中的電容不消耗電能.因?yàn)樵诔潆娺^(guò)程中,電容器極板間建立了電場(chǎng)將電源的電能轉(zhuǎn)換成電場(chǎng)能,在放電過(guò)程中,電場(chǎng)逐漸消失,儲(chǔ)藏的電場(chǎng)能又轉(zhuǎn)換為電能返回給電源.所以純電容電路的有功功率為零,對(duì)外不作功,而無(wú)功功率的最大值QL=I2XC.