- 现代电子系统综合设计与实践
- 刘辉 王征编著
- 3字
- 2023-08-31 20:15:36
1.4 阻抗
1.4.1 定义
对于某一负载通入正弦交流电压,若流过负载电流滞后交流电压,则认为此负载为容性负载。若流过负载电流超前交流电压,则认为此负载为感性负载。若电流与电压刚好重合,则认为此负载为纯阻性负载。在式(1-1)表示的欧姆定律中,U、I、R分别为实数域的值,虽然该式能很好地表示电压值、电流值与电阻值之间大小的关系,但是不能表征彼此之间的相位关系,因此这里引入阻抗的概念,阻抗通常表现为如下复数形式
式中,Z代表阻抗,因为以复数形式进行表示,所以也被称为复阻抗,单位也为欧姆(Ω)。R代表阻抗中的等效电阻分量(实部),表征等效电阻对输入电源的影响。X代表阻抗中的电抗分量(虚部),表征等效储能负载(电容或电感)对输入电源的影响。
当X>0时,Z为感性阻抗(以下简称感抗),当X<0时,Z为容性阻抗(以下简称容抗)。Z也可以使用复平面的三角形进行表示,如图1-14所示,其中,在电子电路中真实物理意义为电压超前电流的角度。
图1-14 阻抗的复平面三角形表示
在纯感性负载(理想电感)中,X=ωL,表示形式为
在纯容性负载(理想电容)中,,表示形式为
使用阻抗表示的欧姆定律为
式中,U为负载两端的电压向量,I为流过负载的电流向量。即,在电路中,电压与电流不仅有大小还有方向。此时输入给负载的电压或电流一般为交流正弦信号。例如,i(t)=的向量形式就是I=Im∠60°,这样可以简化电压与电流的表现形式。