阻抗是衡量流动于电路的交流电所遇到的阻碍。阻抗将电阻的概念加以延伸至交流电路领域,不仅描述电压与电流的相对振幅,也描述其相对相位。当通过电路的电流是直流电时,电阻与阻抗相等,电阻可以视为相位为零的阻抗。接下来,为大家详细说下阻抗是什么意思和阻抗和电阻的关系。

 

一、阻抗是什么意思

电学解释

阻抗是表示元件性能或一段电路电性能的物理量。交流电路中一段无源电路两端电压峰值(或有效值)Um与通过该电路电流峰值(或有效值)Im之比称为阻抗,用z表示,单位为欧姆(Ω)。在U一定的情况下,z越大则I越小,阻抗对电流有限制的作用。

在电流中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻。除了超导体外,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值等于零的物质,不过它要求在足够低的温度和足够弱的磁场下,其电阻率才为零。

在直流电和交流电中,电阻对两种电流都有阻碍作用;作为常见元器件,除了电阻还有电容和电感,这两者对交流电和直流电的作用就不像电阻那样都有阻碍作用了。电容是“隔直通交”,就是对直流电有隔断作用,就是直流不能通过,而交流电可以通过,而且随着电容值的增大或者交流电的增大,电容对交流电的阻碍作用越小,这种阻碍作用可以理解为“电阻”,但是不等同于电阻,这是一种电抗,电抗和电阻单位一样,合称“阻抗”。当然,准确的说,“阻抗”应该有三个部分,除了这两个,就是“感抗”。感抗就是电感对电流的阻碍作用,和电容不同,电感对直流电无阻碍作用(严谨地说,在通电达到饱和之前的那个短暂的几毫秒的暂态内,也是有阻碍的)对交流有阻碍作用,感抗的单位和容抗以及电阻的单位都一样是欧姆。

力学解释

阻抗、抗、阻的概念不只存在在电路中,在振动系统中,阻抗也用Z表示,是一个复数,也是一个相量(Phasor),含有Magnitude和Phase/Polarity。由阻(Resistance)和抗(Reactance)组成。阻(resistance)是对能量的消耗,而抗(reactance)是对能量的保存。在振动系统中,由质量产生的抗,是质量抗(mass resistance),而由劲度(stiffness)产生的抗,是劲度抗(stiffness resistance)。

阻抗是什么意思

二、阻抗和电阻的关系

阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。

阻抗和电阻的关系