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阻抗參數的定義介紹

海洋儀器 ? 2023-08-14 10:17 ? 次閱讀

阻抗是電子領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。阻抗以符號 Z 表示,通常定義為一個器件或電路對流經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別,直接寫為 DCR。阻抗是一個復數,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是可以相互轉換的,存在著圖中所示的數學關系。

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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 之間的數學關系。以下式表示:

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電阻 R 為阻抗 Z 的實部,在電路中起將電能轉化為熱能的作用,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。它們之間的關系如下:

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某些情況下,為數學運算的便利性而使用阻抗的倒數,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它的給定頻率下的交流電流通過的能力。

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同理,它們之間的關系可表示為:

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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,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連接中。對于并聯連接,最好使用導納(見圖 2)。

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