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阻抗參數(shù)的定義介紹

海洋儀器 ? 2023-08-14 10:17 ? 次閱讀
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阻抗是電子領(lǐng)域使用最為廣泛的一個(gè)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(hào) Z 表示,通常定義為一個(gè)器件或電路對(duì)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(gè)討論交流信號(hào)的概念,直流信號(hào)僅討論電阻概念。直流電阻 R DC,有些場(chǎng)合為表示與交流電阻的區(qū)別,直接寫為 DCR。阻抗是一個(gè)復(fù)數(shù),需要在復(fù)平面(矢量平面)上方能完整地描述,因此在有些場(chǎng)合也稱為復(fù)阻抗。復(fù)阻抗既可用直角坐標(biāo)系以 R+jX 形式表示,也可用極坐標(biāo)系以幅值和相位角∣Z∣∠θ 形式表示,此兩種坐標(biāo)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(xué)關(guān)系。

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圖 1 為表示復(fù)阻抗的矢量平面,由實(shí)部(電阻,R)和虛部(電抗,X)組成。阻抗的模 Z 和其與橫坐標(biāo)之間的夾角θ可組成極坐標(biāo),圖 1 還表示了 R、X、∣Z∣、θ 之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。以下式表示:

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電阻 R 為阻抗 Z 的實(shí)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?jī)?chǔ)存的作用。阻抗模 Z 表示復(fù)阻抗的絕對(duì)大小,θ為復(fù)阻抗 Z 與實(shí)軸(R 軸)的夾角。它們之間的關(guān)系如下:

a75fb6b6-3a48-11ee-bbcf-dac502259ad0.png

某些情況下,為數(shù)學(xué)運(yùn)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(dǎo)納,G 成為電導(dǎo),B 稱為電納,如圖 2 表示,物理意義可以描述為一個(gè)器件或電路允許流經(jīng)它的給定頻率下的交流電流通過(guò)的能力。

a77e4c20-3a48-11ee-bbcf-dac502259ad0.png

同理,它們之間的關(guān)系可表示為:

a7986826-3a48-11ee-bbcf-dac502259ad0.png

阻抗、電阻、電抗的單位是歐姆(?),導(dǎo)納、電導(dǎo)、電納的單位是西門子(S)。阻抗是一個(gè)常用的參數(shù),由于它可簡(jiǎn)單的表示為 R 和 X 的加法運(yùn)算而專門用于電阻和電抗的串聯(lián)連接中。對(duì)于并聯(lián)連接,最好使用導(dǎo)納(見(jiàn)圖 2)。

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