原创电阻、电抗、阻抗、电导、电纳、导纳之间的关系

 2020-1-21 20:36  811 9 9 分类: 模拟

电阻、电抗、阻抗、电导、电纳、导纳之间的关系
　　电阻——欧姆定律定义的参数：电压与电流之比，单位欧姆
　　电抗——交流电流通过电感或者电容压降时，电压与电流之比，虚数表示，单位欧姆
　　阻抗——电阻与电抗的复合参数，用复数表示，实部为电阻，虚部为电抗，单位欧姆
　　电导——电阻的倒数，单位西门子
　　电纳——电抗的导数，单位西门子
　　导纳——电导与电纳复合参数，实部为电导，虚部为电纳，单位西门子
　　在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成，但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。在直流电中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，世界上所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体，如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体，如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体，而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说：阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反。
　　阻抗是一个比电阻大的概念.阻抗包括感抗\容抗\电阻,感抗是电感(线圈)对交流电的阻碍能力,容抗是电容对交流电的阻碍能力,电阻是导体对稳恒电流的阻碍能力,不同阻抗的材料组合起来可以控制电路的电流\相位\波形,从而实现控制。
　　电阻表示是纯电阻对电流的阻力，交流电在电阻(R)上的电压与电流的相位总是相同的。
　　电抗(X)由电感产生的感抗(Xl)和电容产生的容抗(Xc)组成，交流电在电抗上电压与电流的相位不相。在电感上，电压超前电流90度；在电容上，电压滞后电流90度。
　　X=ωL-(1/ωC)　　ω=2πf　　f为交流电的频率。
　　总的阻抗：Z=R+jX　　称为复阻抗。
　　接触电阻，是指两个导体相接触时，在接触处产生的电阻(不用接触阻抗这个名字)，用点焊、锡焊等方法可以有效地减小接触电阻。
　　节点阻抗、表面阻抗可能是在十分专业的领域里才会用到。
　　对电感，有u=L*di/dt，在交流电i=Isinwt作用下，有
　　u=L*d(Isinwt)/dt=LIw(coswt)=IwLsin(wt+∏/2)=Usin(wt+sita)
　　显然U=IwL，即感抗为U/I=wL
　　同时sita=∏/2，即电压和电流存在∏/2的相位差
　　对电容，有i=C*du/dt，在交流电u=Usinwt作用下，有
　　i=C*d(Usinwt)/dt=CUw(coswt)=UwCsin(wt+∏/2)=Isin(wt+sita)
　　显然I=UwC，即感抗为U/I=1/wC
　　同时sita=∏/2，即电压和电流存在∏/2的相位差
　　是虚数的单位，j就是90°。感抗是j*XL，就是说感抗和电阻差90°。容抗是-j*XC，就是说容抗和电阻差-90°。
　　等于说，电阻和电抗是三角形的两条直角边，是不能直接相加的。他们的阻抗就是斜边，是他们平方和再开根号。
　　再从复数的范畴来理解J,乘以j (j=cos90+jsin90),就是旋转正的90度,除以j即乘以-j(-j=cos(-90)+jsin(-90)),就是旋转反的90度.... 这个刚好和正弦函数推倒出来的电流比电压落后90(电感),电流比电压超前90(电容) 吻合..

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