阻抗是电子领域使用最为广泛的一个概念,阻抗是表征电子电路、元件及制作元件的材料的重要参数。阻抗以符号 Z 表示,通常定义为一个器件或电路对流经它的给定频率下的交流电流(AC)的总抵 抗能力。
阻抗是一个讨论交流信号的概念,直流信号仅讨论电阻概念。直流电阻 R DC,有些场合 为表示与交流电阻的区别,直接写为 DCR。阻抗是一个复数,需要在复平面(矢量平面)上方能完整地描述,因此在有些场合也称为复阻 抗。
复阻抗既可用直角坐标系以 R+jX 形式表示,也可用极坐标系以幅值和相位角∣Z∣∠θ 形式 表示,此两种坐标系所表示的参数是可以相互转换的,存在着图中所示的数学关系。
图 1 为表示复阻抗的矢量平面,由实部(电阻,R)和虚部(电抗,X)组成。阻抗的模 Z 和 其与横坐标之间的夹角θ可组成极坐标,图 1 还表示了 R、X、∣Z∣、θ 之间的数学关系。以下式 表示:
电阻 R 为阻抗 Z 的实部,在电路中起将电能转化为热能的作用,电抗 X 的为阻抗 Z 的虚部,在 电路中起能量储存的作用。阻抗模 Z 表示复阻抗的绝对大小,θ为复阻抗 Z 与实轴(R 轴)的夹角。
它们之间的关系如下:
某些情况下,为数学运算的便利性而使用阻抗的倒数,表示为 1/Z=1/(R+jX)=Y=G+jB, 这里,Y 称为导纳,G 成为电导,B 称为电纳,如图 2 表示,物理意义可以描述为一个器件或 电路允许流经它的给定频率下的交流电流通过的能力。
同理,它们之间的关系可表示为:
阻抗、电阻、电抗的单位是欧姆(Ω),导纳、电导、电纳的单位是西门子(S)。阻抗是一个常 用的参数,由于它可简单的表示为 R 和 X 的加法运算而专门用于电阻和电抗的串联连接中。对于并 联连接,最好使用导纳(见图 2)。
审核编辑:汤梓红
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