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关于电阻抗的重要意义的说明 关于电阻抗的重要意义的说明 一、概述 #8220; 电阻抗 #8221; 可以定义为对电路中电流流动 的表观抵抗。从定量角度描述，阻抗是电路两端的电压与流 进该电路电流之比（欧姆定律的广义形式） ： 式中， Z 为阻抗（ #937; ）；V 为 Z 两端的电压； I 为通过 Z 的电流。 深入理解阻抗的概念对于正确应用几乎所有的电子仪 器和正确解释测量数据是非常重要的。只要将一台测量仪器 连接到另一器件，就应当关注额外的负载（即连接在器件上 的总阻抗的变化）对器件的工作特别是对测量数值精确度的 影响。 诚然，测量仪器接到被测器件上要是不干扰被测器件的 工作状态， 那么，测得值与不连接测量仪器时之值完全相同。 遗憾的是，测量仪器需要从被测器件（通过抽取电流）吸取 能量，于是，根据测量仪器和被测器件两者阻抗大小的不同， 将在一定程度上改变器件的工作状态。例如，利用普通的低 阻抗指针式多用表测量电压，几乎所有电子电路都要受到影 响。在晶体管电路中的电压读数低 10%～20% 是很典型的。 另一方面，高阻抗式电阻多用表（ DMM ）的读数并不明显 低于所有未受干扰电路的读数。不过，像场效应管电路这样 的极高阻抗电路除外。 在包含信号源，如信号发生器和脉冲发生器的情况下， 测量仪器输出信号的幅度仅仅是在其输出端连接指定阻抗 时校准的。除非对相关的阻抗电平进行校正，否则，任何其 它的阻抗值都将导致幅度误差。不仅如此，除非使信号源的 输出端阻抗等于连接电缆和负载的阻抗（实现这一条件叫做 #8220; 阻抗匹配 #8221; ），否则，会产生令人讨厌的信号 反射，从而导致校准误差并在许多情况中引起虚假信号。在 连接喇叭、指示仪表（如表头、记录仪）和瓦特计等输出设 备时，作类似的考虑是很重要的。 鉴于阻抗电平与信号的频率和波形有关，故凡与阻抗相 关的测量问题都是很复杂的。通常，在低的音频波段对测试 器件影响不大的仪器，到了几百千赫就完全不能使用，其原 因在于这样高的频率下仪器加载效应十分严重。 二、阻抗的概念 流进电路的电流作为外加电压的结果，由电路的阻抗决 定。阻抗越高，电路 #8220; 阻碍 #8221; 电流流动越强烈， 因而电流之值越小。将电气系统的电流模拟为水通过管道系 统而流动，对尚未入门的读者建立概念是有帮助的。流过一 根管道系统的水量决定于两个因素：入口的水压以及水管的 基本特性，如尺寸、形状和光滑度等。水的流量模拟通过电 路的电子流即电流；水的强迫压力模拟外加电压；而限制和 阻碍水流的水管特性模拟电路阻抗。这样一来，对于给定的 压力，可以采用安装阀门改变水管系统阻力的方法来改变水 的流动。同样，当电压给定时，可以采用改变电路阻抗的方 法来控制电流。 对于直流电源情况， 电路的阻抗简单的是等效串联电阻 R(单 位：欧姆 ) 。电阻 R 的定义是外加电压 V （单位：伏特）与 得到的电流 I （单位：安培）之比。正如电路中因外加直流 电压而流动的电流是由直流电阻决定一样，因时变电压引起 的电流由对时变信号呈现的电路阻抗（包含电路的电感、电 容加电阻）决定。因此阻抗 Z 普遍适用的定义是电路两端的 电压 V 与流进该电路的电流 I 之比。这个定义包括时变效应。 像直流电路电阻的情况一样，公认的阻抗单位是欧姆。 对于正弦变化的电压（交流信号）这一普遍而重要的情 况， 电路的阻抗 Z 可以是一个复数。 它是串联电阻 R 和电抗 X 之和： Z=R+JX 式中 j 指出电流与电压在电抗中的时间相位差