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學員:阻抗不就是電阻嗎?為什么不能叫電阻?

這是前幾天一位學員私底下問我的一個問題:阻抗不就是電阻嗎?為什么不能直接叫電阻?

答案:不是。

首先我們需要先理清一個概念:

那就是如果電路中通的是直流電,那可以把阻抗等效于電阻,但是如果電路中通的是交流電,那阻抗就不單單是電阻了,還有感抗和容抗(兩者也稱為電抗)。 

也就是說,電阻(R)其實就是阻抗的一個“子集”,阻抗(Z)是電阻(R)和感抗(XL)以及容抗(CL)的總和,公式表示為:

Z=R+jX(其中X為電抗)

在電路中,即使是PCB的走線,面對交流電(或者高頻信號)寄生的電感和電容都會直接影響到信號,也就不是單純的電阻了,包括很多電子器件,都會存在寄生電容和寄生電感。

電容的兩個極板之間是絕緣的,也就是兩個極板之間是不短路的,那么任何兩個不短路的導體都能等效于電容,雖然很小很小。

比如電感,本身的銅絲就存在寄生電阻(ESR),雖然很小,同理也存在等效電容的。 可以這么說:阻抗無處不在!

對于電感來說,面對交流電,它有一個特性:總是阻止電流的變化,當電流變大時它就阻止電流變大,當電流變小時就阻止電流變小。這是由于電感的“自感”效應引起的。根據法拉第的電磁感應定律可以得知這一個現象。

對于電容來說,面對交流電,它有一個特性:總是阻止兩端電壓的變化,當兩端電壓變大時它就阻止電壓變大,當兩端電壓變小時它就阻止電壓變小。

面對交流電,電感,電容的電壓和電流都出現了“錯位”的現象,也就是電壓和電流之間存在了“相位差”。

總結:

電阻阻礙電荷流過導體,從而產生熱量,并且這個熱量只能白白浪費掉。

而電抗(感抗/容抗)阻礙電荷流過導體時會以其他的形式交換能量,而不是消耗能量。

感抗的大小從公式中可以看得出:頻率越大,感抗越大!

XL=2πfL

容抗的大小從公式中可以看得出:頻率越大,容抗越小!

XC=1/(2πfC)

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