单选题
纯电容电路的容抗是( )
A
1/ùC
B
ùC
C
U/ùC
D
IùC
答案解析
正确答案:A
解析:
题目考查的是纯电容电路中容抗的定义与表达式。
容抗(Capacitive Reactance),记作 \( X_C \),是电容元件对正弦交流电流所呈现的阻碍作用,其大小与电源角频率 \( \omega \)(题干中写作“ù”,应为排版误写,实指角频率 \( \omega \))和电容值 \( C \) 有关。
根据交流电路理论,纯电容的容抗公式为:
\[
X_C = \frac{1}{\omega C}
\]
该式表明:
- 容抗与角频率 \( \omega \) 成反比:频率越高,容抗越小;
- 容抗与电容 \( C \) 成反比:电容越大,容抗越小;
- 容抗的单位是欧姆(Ω);
- 容抗是标量(仅表示幅值关系),在相量分析中体现为电压滞后电流90°,但本题仅问大小表达式。
逐项分析选项:
A:\( \frac{1}{\omega C} \) —— 符合标准定义,正确;
B:\( \omega C \) —— 量纲错误(单位为 s⁻¹·F = s⁻¹·s/Ω = 1/Ω),实际是感纳(susceptance)的倒数形式,且物理意义不符,错误;
C:\( \frac{U}{\omega C} \) —— 引入电压 \( U \),但容抗是元件固有参数,与外加电压无关,错误;
D:\( I \omega C \) —— 引入电流 \( I \),同样与元件本身参数无关,且量纲为 A·s⁻¹·F = A·s⁻¹·s/Ω = A/Ω,非电阻量纲,错误。
因此,唯一符合定义、量纲正确、物理意义准确的选项是 A。
核心知识点总结:
- 容抗是电容在正弦稳态交流电路中的等效“阻抗幅值”;
- 区别于电阻(与频率无关)、感抗 \( X_L = \omega L \)(与频率成正比);
- 纯电容电路中,电流超前电压90°,欧姆定律的幅值形式为 \( I_m = U_m / X_C \) 或 \( I_{\text{rms}} = U_{\text{rms}} / X_C \);
- 公式推导源于电容的伏安关系 \( i(t) = C \frac{du(t)}{dt} \),代入正弦激励后经相量分析得出。
答案:A
相关知识点:
纯电容电路容抗1/ùC
题目纠错
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