Question

什么是阻抗？

Answer 1

在电子产品设计时，经常听到工程师说：阻抗多少？阻抗匹配吗？

那么什么是阻抗？

在一般状态下，导体多少都存有阻止电流流动的作用，其阻止程度可用电阻表示，单位是欧姆。在交流电路中，除电阻外，还有还有电感和电容等器件，皆有阻碍电流流动的作用。 通常将阻碍交流电流作用的部分总称为阻抗。

在直流电路中，所有物质都有电阻，只是电阻值的大小有差异而已。电阻小的物质称作良导体，电阻很大的物质称作非导体，电阻值接近于零的物质称作超导体。

但是在交流电的领域中，除了电阻会阻碍电流，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关，频率越高则容抗越小感抗越大，频率越低则容抗越大而感抗越小。此外，电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系。

因此说： 阻抗是电阻与电抗（电容抗和电感抗）的向量和 。

电阻（Resistor）是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过电阻就产生热能。电阻在电路中起到分压、限流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。电阻都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。

电阻是线性的。说它线性，是因为通过实验发现，在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它符合欧姆定律。公式如下所示：

U：电压降或端电压，单位为伏特（V)；

R：被量度部份的电阻，单位为欧姆（Ω）。

欧姆定律指出：对稳定电流而言，电路中电流的大小与加于该电路之电动势成正比，而与该电路的总电阻成反比。

电容是容纳和释放电荷的电子元器件，它是表征两个导电体和导电体间的电介质在单位电压作用下，储藏电场能量（电荷）能力的参量，用符号“C”表示。电容的单位是“法拉”。电容有两个主要功能：储能和通交流电隔直流电，在直流电路中，起隔离直流的作用，在交流电路中，容抗随电源的频率升高而减小，同时电容上的电压不能突变。

电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其他的作用。另外，电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容的类型主要是由电极和绝缘介质决定的。

 如果电容器极板所带的电量用Q表示，电容用C表示，电容器两端的电压用V表示，则有：

电容的微分定义公式如下所示：

dV/dt：单位时间内电容两端的电压变化量；

V：单位是伏(V)；

t：单位是秒(s);

I：流过电容的电流，单位是安培(A)。

电容的容抗公式如下所示：

Xc：容抗，单位是欧姆（Ω)；

f：频率，单位是赫兹（Hz)；

C：电容，单位是法拉（F）。

电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。给一个线圈通入电流，线圈周围就会产生磁场，线圈就有磁通量通过。通入线圈的电流越大，磁场就越强，通过线圈的磁通量就越大。实验证明，通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的，它们的比值叫做自感系数，也叫做电感。如果通过线圈的磁通量用Φ表示，电流用Ⅰ表示，电感用L表示，那么：

电感的单位是亨（H），也常用毫亨（mH）或微亨（uH）作单位。1H=1000mH，1H=1000000uH。

交流电也可以通过线圈，但是线圈的电感对交流电有阻碍作用，这个阻碍叫做感抗。电感量越大，交流电越难以通过线圈，说明电感量越大，电感的阻碍作用越大；交流电的频率越高，交流电也越难以通过线圈，这说明频率越高，电感的阻碍作用也越大。

实验证明，感抗和电感成正比，和频率也成正比。如果感抗用X表示，电感用L表示，频率用f表示，那么

感抗的单位也是欧姆（Ω）。知道了交流电的频率f和线圈的电感L，就可以用上述公式把感抗计算出来。

电感的微分定义公式如下所示：

dI/dt：单位时间内电感上的电流变化量；

I：单位是安培（A）;

t：单位是秒（s）;

U：电感两端的压降，单位是伏（V）。