这是前几天一位学员私底下问我的一个问题:阻抗不就是电阻吗?为什么不能直接叫电阻?答案:不是。
首先我们需要先理清一个概念:那就是如果电路中通的是直流电,那可以把阻抗等效于电阻,但是如果电路中通的是交流电,那阻抗就不单单是电阻了,还有感抗和容抗(两者也称为电抗)。
也就是说,电阻(R)其实就是阻抗的一个“子集”,阻抗(Z)是电阻(R)和感抗(XL)以及容抗(CL)的总和,公式表示为: Z=R+jX(其中X为电抗)在电路中,即使是PCB的走线,面对交流电(或者高频信号)寄生的电感和电容都会直接影响到信号,也就不是单纯的电阻了,包括很多电子器件,都会存在寄生电容和寄生电感。
电容的两个极板之间是绝缘的,也就是两个极板之间是不短路的,那么任何两个不短路的导体都能等效于电容,虽然很小很小。比如电感,本身的铜丝就存在寄生电阻(ESR),虽然很小,同理也存在等效电容的。可以这么说:阻抗无处不在!对于电感来说,面对交流电,它有一个特性:总是阻止电流的变化,当电流变大时它就阻止电流变大,当电流变小时就阻止电流变小。这是由于电感的“自感”效应引起的。根据法拉第的电磁感应定律可以得知这一个现象。对于电容来说,面对交流电,它有一个特性:总是阻止两端电压的变化,当两端电压变大时它就阻止电压变大,当两端电压变小时它就阻止电压变小。面对交流电,电感,电容的电压和电流都出现了“错位”的现象,也就是电压和电流之间存在了“相位差”。
总结:电阻阻碍电荷流过导体,从而产生热量,并且这个热量只能白白浪费掉。而电抗(感抗/容抗)阻碍电荷流过导体时会以其他的形式交换能量,而不是消耗能量。感抗的大小从公式中可以看得出:频率越大,感抗越大!XL=2πfL容抗的大小从公式中可以看得出:频率越大,容抗越小!XC=1/(2πfC)