电流与电压的数量关系

电容器与电阻器、电感器一样，是电路的基本元件之一。当交流电通过电容器时，也会受到抵制。把电容器对通过的交流电所呈现的阻碍作用称为电容的电抗，简称容抗，用符号X_C来表示，单位是欧姆。

实训与思考10

◆按图5-33所示连线，当交流电频率不变时，改变电压，测出电压、电流值，填入表5-5中。

图5-32 纯电容交流电路模型

图5-33 纯电容交流电路u，i数量关系实验原理图

表5-5 纯电容交流电路实验表一

分析实验数据可得：电源频率不变时，电流与电压成正比关系。

◆保持电压不变，改变频率（f₂＞f₁）大小，测出电流值，填入表5-6中。

表5-6 纯电容交流电路实验表二

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分析实验数据可得：频率升高，电流增大，即容抗与频率有关。

理论和实验都证明，容抗的大小与交流电源的频率成反比，与电容器的电容成反比。容抗的公式为

式中 f——电源频率，单位为Hz；

C——电容器的电容，单位为F；

X_C——电容器的容抗，单位为Ω。

实验和理论都证明，纯电容交流电路的电流和电压有效值符合欧姆定律，即

显然，纯电容交流电路的电流和电压最大值也符合欧姆定律，即

由式（5-20）可知，当电源频率一定时，在同样大小的电压作用下，电容越大的电容器所存储的电荷量越多，电路中的电流也就越大，电容器对电流的阻碍作用也就越小；当外加电压和电容一定时，电源频率越高，电容器充、放电的速度越快，电荷移动速率也越高，电路中的电流也就越大，电容器对电流的阻碍作用也就越小。即电容量越大，交流电的频率越高，电容器对交流电的阻碍作用也就越小。对于直流电，它的频率为零（f=0），则容抗趋于无穷大（X_C=∞），可将电容元件视为开路。电容器这种“通交流、阻直流、通高频、阻低频”的性能也同样被广泛应用于电子技术中。