阻抗指的是具有電阻、電感和電容的電路里,電子元件對電路中電流所起的阻礙作用。阻抗常用Z表示,是一個復數,實部稱為電阻,虛部稱為電抗,其中,電容在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為容抗,電感在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為感抗,電容和電感在電路中對交流電引起的阻礙作用總稱為電抗。阻抗的單位是歐姆。阻抗的概念不僅存在于電路中,在力學振動系統中也有涉及。
簡介
阻抗是表示元件性能或一段電路電性能的物理量。交流電路中一段無源電路兩端電壓峰值(或有效值)Um與通過該電路電流峰值(或有效值)Im之比稱為阻抗,用z表示,單位為歐姆(Ω)。在U一定的情況下,z越大則I越小,阻抗對電流有限制的作用。
在一般狀態下,導體多少都存有阻止電流流動的作用,其阻止程度可用電阻表示,單位是歐姆。在交流電路中,除電阻外,還有電感和電容等器件,皆有阻礙電流流動的作用。通常將阻礙交流電流作用的部分總稱為阻抗。
在直流電路中,所有物質都有電阻,只是電阻值的大小有差異而已。電阻小的物質稱作良導體,電阻很大的物質稱作非導體,電阻值接近于零的物質稱作超導體。
但是在交流電的領域中,除了電阻會阻礙電流,電容及電感也會阻礙電流的流動,這種作用就稱之為電抗,即抵抗電流的作用。電容及電感的電抗分別稱作電容抗及電感抗,簡稱容抗及感抗。它們的計量單位與電阻一樣是歐姆,而其值的大小則和交流電的頻率有關,頻率越高則容抗越小感抗越大,頻率越低則容抗越大而感抗越小。此外,電容抗和電感抗還有相位角度的問題,具有向量上的關系。
因此說:阻抗是電阻與電抗(電容抗和電感抗)的向量和。
電阻和阻抗
電阻(Resistor)是所有電子電路中使用最多的元件。電阻的主要物理特征是變電能為熱能,也可以說它是一個耗能元件,電流經過電阻就產生熱能。電阻在電路中起到分壓、限流的作用。對信號來說,交流與直流信號都可以通過電阻。電阻都有一定的阻值,它代表這個電阻對電流流動阻擋力的大小。電阻的單位是歐姆,用符號“Ω”表示。
電阻是線性的。說它線性,是因為通過實驗發現,在一定條件下,流經一個電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比,即它符合歐姆定律。歐姆定律指出:對穩定電流而言,電路中電流的大小與加于該電路之電動勢成正比,而與該電路的總電阻成反比。
電容和阻抗
電容是容納和釋放電荷的電子元器件,它是表征兩個導電體和導電體間的絕緣介質在單位電壓作用下,儲藏電場能量(電荷)能力的參量,用符號“C”表示。電容的單位是“法拉”。電容有兩個主要功能:儲能和通交流電隔直流電,在直流電路中,起隔離直流的作用,在交流電路中,容抗隨電源的頻率升高而減小,同時電容上的電壓不能突變。
電容的基本工作原理就是充電放電,當然還有整流、振蕩以及其他的作用。另外,電容的結構非常簡單,主要由兩塊正負電極和夾在中間的絕緣介質組成,所以電容的類型主要是由電極和絕緣介質決定的。
電感和阻抗
電感是衡量電感線圈產生電磁感應能力的物理量。給一個線圈通入電流,線圈周圍就會產生磁場,線圈就有磁通量通過。通入線圈的電流越大,磁場就越強,通過線圈的磁通量就越大。實驗證明,通過線圈的磁通量和通入的電流是成正比的,它們的比值叫做自感系數,也叫做電感。
交流電也可以通過線圈,但是線圈的電感對交流電有阻礙作用,這個阻礙叫做感抗。電感量越大,交流電越難以通過線圈,說明電感量越大,電感的阻礙作用越大;交流電的頻率越高,交流電也越難以通過電感線圈,這說明頻率越高,電感的阻礙作用也越大。
實驗證明,感抗和電感成正比,和頻率也成正比。
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