阻抗是電子領(lǐng)域使用最為廣泛的一個概念,阻抗是表征電子電路、元件及制作元件的材料的重要參數(shù)。阻抗以符號 Z 表示,通常定義為一個器件或電路對流經(jīng)它的給定頻率下的交流電流(AC)的總抵抗能力。阻抗是一個討論交流信號的概念,直流信號僅討論電阻概念。直流電阻 R DC,有些場合為表示與交流電阻的區(qū)別,直接寫為 DCR。阻抗是一個復數(shù),需要在復平面(矢量平面)上方能完整地描述,因此在有些場合也稱為復阻抗。復阻抗既可用直角坐標系以 R+jX 形式表示,也可用極坐標系以幅值和相位角∣Z∣∠θ 形式表示,此兩種坐標系所表示的參數(shù)是可以相互轉(zhuǎn)換的,存在著圖中所示的數(shù)學關(guān)系。
圖 1 為表示復阻抗的矢量平面,由實部(電阻,R)和虛部(電抗,X)組成。阻抗的模 Z 和其與橫坐標之間的夾角θ可組成極坐標,圖 1 還表示了 R、X、∣Z∣、θ 之間的數(shù)學關(guān)系。以下式表示:
電阻 R 為阻抗 Z 的實部,在電路中起將電能轉(zhuǎn)化為熱能的作用,電抗 X 的為阻抗 Z 的虛部,在電路中起能量儲存的作用。阻抗模 Z 表示復阻抗的絕對大小,θ為復阻抗 Z 與實軸(R 軸)的夾角。它們之間的關(guān)系如下:
某些情況下,為數(shù)學運算的便利性而使用阻抗的倒數(shù),表示為 1/Z=1/(R+jX)=Y=G+jB,這里,Y 稱為導納,G 成為電導,B 稱為電納,如圖 2 表示,物理意義可以描述為一個器件或電路允許流經(jīng)它的給定頻率下的交流電流通過的能力。
同理,它們之間的關(guān)系可表示為:
阻抗、電阻、電抗的單位是歐姆(?),導納、電導、電納的單位是西門子(S)。阻抗是一個常用的參數(shù),由于它可簡單的表示為 R 和 X 的加法運算而專門用于電阻和電抗的串聯(lián)連接中。對于并聯(lián)連接,最好使用導納(見圖 2)。
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