上篇文章中，我們說明了在交流電路中，電容和電感的電壓波形與電流波形，并說明了「容抗」與「感抗」的公式。由于電容電感在交流電路中都會造成電壓與電流的相位差，因此最大的電壓與最大的電流并非同時發生，但我們仍然可以套用奧姆定律來計算最大的電流。

這一回我們繼續來解釋阻抗的觀念，以及用來表達它的數學工具。

能量的流動

上一回我們提到，在交流電路中，如果負載是電感或電容，電流與電壓之間會產生相位差。

以電容為例，如果一個交流電源的負載是電容器，那么電容器上的電流波形就會「超前」電壓波形，也就是在每一個交流電源的正弦周期中，電流都會比電壓先上升到最大值。

由于這是一個交流系統，它的電壓有正有負，電流方向也有正有負。如果負載是一個電阻，就如我們上一回的第一個例子，它在電阻上面建立的電壓和電流是沒有時間差的。電壓是正的，電流也就是正的；電壓是負的，電流也就是負的。

但如果負載是電容或電感的時候，負載上的電流和電感就會有時間差了。這個時間差會導致電壓和電流的正負號并非時時都一致。

以上面那圖為例，我們可以把電容上的電壓波形和電流波形的符號畫出來：

可以發現，因為兩者都會在正負之間變換，而且變換的周期有時間差，所以會有電壓正/電流正、電壓正/電流負、電壓負/電流正、以及電壓負/電流這四個不同的組合。

根據功率的定義，功率是電壓乘上電流：P = I * V。

我們把上面那張圖的藍色電壓曲線和紅色電流曲線逐點相乘，就可以得到功率的曲線：

功率和電壓、電流一樣，也有正負號，因此乘出來的曲線也有正有負。當電壓和電流的符號相同時，功率為正。當電壓和電流的符號不同時，功率為負。

有趣的事來了。功率的符號代表的是能量流動的方向。如果我們定義功率為正時，是能量流入電容器，那么當功率為負時，就是能量從電容器流出。流出？流到哪里去？流回電源。

就算不用微積分認真算，其實從功率的曲線我們也可以看出來，功率為正的面積應該等于功率為負的面積；換句話說，這些從電源流入電容器的能量，在下一個周期又從電容流回電源。

換句話說，如果我們在交流電源上面接一個電容器當負載，其實它不會消耗能量，它會儲存能量一小段時間之后，再把能量送回電源去，周而復始。

聰明的讀者此時可能也想到了，在交流電源上面接電感當負載，也會是類似的狀況。對，電感一樣會造成電流和電壓有時間差，但不同的是，電感上的電流會落后于電壓，剛好跟電容相反。

我們一樣可以把電感上的功率曲線畫出來，得到類似的結果。

因此這里有一個很重要的結論：純電感或純電容性的負載，在交流電源之下是不消耗功率的。

阻抗的符號系統

由于電容和電感在交流電路中會造成電流和電壓的相位差，而且它們造成的效應剛好相反：一個會讓電壓落后電流，另一個則會讓電流落后電壓，因此兩者的效應是可以互相抵消的。換句話說，如果我們串聯電感與電容在交流電路上，兩者的效應可以互相消長，至于誰消誰長，就要用一個比較復雜的符號系統來計算了。

我們上周說過，電容容抗的公式是：XC= 1 / 2

編輯：黃飛