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阻抗是什麽?輸入輸出阻抗的含義?

阻抗定義

在具有電阻、電感和電容的電路裏,對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由電阻、感抗和容抗三者組成,但不是三者簡單相加。阻抗的單位是歐。在直流電中,物體對電流阻礙的作用叫做電阻,世界上所有的物質都有電阻,只是電阻值的大小差異而已。電阻很小的物質稱作良導體,如金屬等;電阻極大的物質稱作絕緣體,如木頭和塑料等。還有壹種介於兩者之間的導體叫做半導體,而超導體則是壹種電阻值幾近於零的物質。但是在交流電的領域中則除了電阻會阻礙電流以外,電容及電感也會阻礙電流的流動,這種作用就稱之為電抗,意即抵抗電流的作用。電容及電感的電抗分別稱作電容抗及電感抗,簡稱容抗及感抗。它們的計量單位與電阻壹樣是歐姆,而其值的大小則和交流電的頻率有關系,頻率愈高則容抗愈小感抗愈大,頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小。此外電容抗和電感抗還有相位角度的問題,具有向量上的關系式,因此才會說:阻抗是電阻與電抗在向量上的和。對於壹個具體電路,阻抗不是不變的,而是隨著頻率變化而變化。在電阻、電感和電容串聯電路中,電路的阻抗壹般來說比電阻大。也就是阻抗減小到最小值。在電感和電容並聯電路中,諧振的時候阻抗增加到最大值,這和串聯電路相反。

壹、輸入阻抗

輸入阻抗是指壹個電路輸入端的等效阻抗。在輸入端上加上壹個電壓源U,測量輸入端的電流I,則輸入阻抗Rin就是U/I。妳可以把輸入端想象成壹個電阻的兩端,這個電阻的阻值,就是輸入阻抗。

輸入阻抗跟壹個普通的電抗元件沒什麽兩樣,它反映了對電流阻礙作用的大小。對於電壓驅動的電路,輸入阻抗越大,則對電壓源的負載就越輕,因而就越容易驅動,也不會對信號源有影響;而對於電流驅動型的電路,輸入阻抗越小,則對電流源的負載就越輕。因此,我們可以這樣認為:如果是用電壓源來驅動的,則輸入阻抗越大越好;如果是用電流源來驅動的,則阻抗越小越好(註:只適合於低頻電路,在高頻電路中,還要考慮阻抗匹配問題。)另外如果要獲取最大輸出功率時,也要考慮 阻抗匹配問題。

二、輸出阻抗

無論信號源或放大器還有電源,都有輸出阻抗的問題。輸出阻抗就是壹個信號源的內阻。本來,對於壹個理想的電壓源(包括電源),內阻應該為0,或理想電流源的阻抗應當為無窮大。輸出阻抗在電路設計最特別需要註意。

但現實中的電壓源,則不能做到這壹點。我們常用壹個理想電壓源串聯壹個電阻r的方式來等效壹個實際的電壓源。這個跟理想電壓源串聯的電阻r,就是(信號源/放大器輸出/電源)的內阻了。當這個電壓源給負載供電時,就會有電流I從這個負載上流過,並在這個電阻上產生I×r的電壓降。這將導致電源輸出電壓的下降,從而限制了最大輸出功率(關於為什麽會限制最大輸出功率,請看後面的“阻抗匹配”壹問)。同樣的,壹個理想的電流源,輸出阻抗應該是無窮大,但實際的電路是不可能的。

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