電容、電感與交流電路

阻抗

一旦頻率開始有影響,單純的電阻就不夠用了,因為電抗性元件既會阻擋電流、又會移動它的時序。阻抗是完整的故事:對交流的總阻擋,同時涵蓋電流被削減多少、以及被移相多少。它是交流世界裡誠實取代電阻的概念。

阻抗 Z 把電阻 R 與電抗 X 結合起來。因為電抗的作用差了 90 度相位,你不能直接相加;而要把它們以直角結合。大小是根號 (R^2 + X^2),相位角是 arctan(X/R)。例子:30 歐姆電阻串聯 40 歐姆電抗,得到阻抗大小為根號 (900 + 1600) = 50 歐姆,相位角約 53 度。歐姆定律在這個更豐富的形式下仍然成立:V = I times Z,以複數來運算。

阻抗主宰濾波器、匹配、各級之間的負載效應,以及在某個頻率下訊號源能驅動負載多少。提醒:阻抗只有在單一頻率下才是一個數字。它會隨頻率改變,所以電容或喇叭的阻抗其實是一條曲線,不是單一數值。工程師常把它想成一個複數或一個相量,好把大小與相位放在一起。

一個標示 8 歐姆的喇叭,其實只有在某個頻率附近才是 8 歐姆;在它的共振處可能升到 40 歐姆,而在高頻又因音圈電感而再度爬升。

阻抗是一條曲線,不是單一數值。

阻抗只有在單一頻率下才是一個數字。一個元件的阻抗其實是一條曲線,只報一個數值會藏起它是在哪個頻率量的。

又稱
Z