电阻和阻抗区别(电阻和阻抗的关系)
电阻和阻抗的关系
不同的电路环境对输入和输出阻抗的要求是不同的。不简单地用大小来说明。
比如在弱信号放大电路的输入电路,就要求是输入电阻越大越好但是在功率承接转换电路中它的输入电路就不是这样了,它要示的是阻抗匹配,也就是尽量叫输入阻抗等于前接电路的输出阻抗!输出阻抗也不都是越小越好。大家都知道带动喇叭的输出电路它的输出阻抗也是等于喇叭的电阻是最好的。
电路中的阻抗匹配详解
阻抗匹配是指负载阻抗与信号源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态,是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系。电路中的阳抗匹配可分为纯电阻电路匹配和电抗电路匹配,还可以分为低频匹配和高频匹配。下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分析。
1、纯电阻电路的阻抗匹配
在电路基础中曾讲述这样一个问题:把一个电阻为R的用电器,接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上,在什么条件下电源输出的功率最大呢?当外电阻等于内电阻时,电源对外电路输出的功率最大,这就是纯电阻电路的功率匹配。假如换成交流电路,同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。
2、电抗电路的阻抗匹配
电抗电路要比纯电阻电路复杂,电路中除了电阻外还有电容和电感元件,并工作于低频或高频交流电路。在电抗电路中,要做到匹配比纯电阻电路要复杂一些,除了输入和输出电路中的电阻成分要求相等外,还要求电抗成分大小相等符号相反(共轭匹配);或者电阻成分和电抗成分均分别相等(无反射匹配)。满足上述条件即称为阻抗匹配,负载即能得到最大的功率。在低频电路中,我们一般不考虑传输线的匹配问题,只考虑信号源跟负载之间的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是“短线”,反射可以不考虑(可以这么理解:因为线短,即使反射回来,跟原信号还是一样的)。如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的负载电阻。有时阻抗不匹配还有另外一层意思,例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,如果负载条件改变了,则可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。
在高频电路中,我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等(即不匹配)时,在负载端就会产生反射,能量传递不过去,降低效率;会在传输线上形成驻波(简单的理解,就是有些地方信号强,有些地方信号弱),导致传输线的有效功率容量降低;功率发射不出去,甚至会损坏发射设备。如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时,会产生震荡,辐射干扰等。为了不产生反射,负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等,这就是传输线的阻抗匹配。
这里提到传输线的特征阻抗(也叫做特性阻抗),那什么是传输线的寺性阻抗呢?特性阻抗是在高频信号传输领域产生的,我们知道传输需要传输线,传输线由导线和介质组成。人们在实践和相关的理论研究中发现在高频区域里,由于分布参数的影响传输线已经等效成为一个由若干个基本网络单元组成的传输网络,传输线的长短只是这种基本网络单元的多少不同而已,对于同一个传输线而言,每一个网络输入输出阻抗都是相同的,我们称它为特性阻抗。在高频频段里这个特性阻抗是一个较氏的值,它是客观存在而不是人为规定的,由传输线的结构以及料决定的,而与传输线的长度,以及信号的幅度、频率等均无关。例如,常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75Q,而一些射频设备上则常用特征阻抗为500的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300的扁平平行线,这在农村使用的电视天线架上比较常见,用来做八木天线的馈线。’
3、电路中阻抗匹配的必要性
阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间等等。例如,扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阳抗匹配,不匹配时,扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗,扩音机就处于过载状态,其末级功率放大管很容易损坏。反之,如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多,会引起输出电压升高,同样不利于扩音机的工作,声音还会产生失真。因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。又例如,无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。如果阻抗值不一致,发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。这部分没有发射出去的能量会反射回来,产生驻波,严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏。为了使信号和能量有效地传输,必须使电路工作在阻抗匹配状态,即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗,电路的输出阻抗等于负载的阻抗。
那么是否什么时候都要考虑阻抗匹配?在普通的宽频带放大器中,因为输出阻抗为50日,所以需要考虑在功率传输电路中进行阻抗匹配。但是,在实际使用中当传输线的长度远远小于信号波长时可忽略传输线的阻抗匹配问题只需考虑信号源和负载的阻抗匹配问题。例如,信号频率为1MHz,其波长在空气中为300m,在同轴电缆中约为200m,在通常使用的长度为1m左右的同轴电缆中,是不必考虑传输线的阻抗匹配。
4、实现阻抗匹配的方法
当阻抗不匹配时,有哪些办法让它匹配呢?第一,可以考虑使用变压器来做阻抗转换。例如:晶体管放大器与扬声器之间通常接有输出变压器,放大器的输出阻抗与变压器的初级阻抗相匹配,变压器的次级阻抗与扬声器的阻抗相匹配。而变压器通过初次级绕组的匝数比来变換阻抗比。第二,可以考虑使用串联/并联电容或电感的办法,这在调试射频电路时常使用。第三,可以考虑使用串联/并联电阻的办法。一些驱动器的阻抗比较低,可以串联一个合适的电阻来跟传输线匹配,例如高速信号线,有时会串联一个几十欧的电阻。而一些接必器的输入阻抗则比较高,可以使用并联电阻的方法,来跟传输线匹配。例如,485总线接收器,常在数据线终端并联120欧的匹配电阻。
最后要说明一点,阻抗匹配仅适用于电子电路。因为电子电路中传输的信号功率本身较弱,需用匹配来提高输出功率。而在电工电路中一般不考虑匹配,否则会导致输出电流过大,损坏用电器。
阻抗与电阻电抗的关系
一般来说电抗和阻抗的区别如下:
1、分类不同
电抗类似于直流电路中电阻对电流的阻碍作用,在交流电路中,电容及电感也会对电流起阻碍作用,称作电抗,其计量单位也叫做欧姆。
在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。
2、功能不同
在交流电路分析中,电抗用 X 表示,是复数阻抗的虚数部分,用于表示电感及电容对电流的阻碍作用。
阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 。
3、特点不同
对电阻为0的理想纯感抗或容抗元件,阻抗强度就是电抗的大小。
在电流中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻。
电阻跟阻抗
阻抗和电阻都是电学中常见的概念,它们的区别如下:
1. 定义的区别
电路中的电阻是指电子流通过该电路时,电路中电子的运动受到电路中的各种阻碍因素的影响,从而导致电流受到限制的现象。电阻的大小用欧姆(Ω)作为单位来表示。
阻抗是指电路中电流受到阻碍的整体反映。阻抗包括电阻、电感和电容等。阻抗的大小用欧姆(Ω)作为单位来表示。
2. 物理意义的区别
电阻是由于导体的电阻性质而产生的,当电流通过导体时,会产生电子的运动和与原子的相互作用,从而产生电阻。
阻抗是由电阻、电感和电容等元件的综合影响而产生的,当交流电流通过电路时,会产生电磁感应作用,从而产生电感和电容的影响。
3. 应用的区别
电阻常用于直流电路中,用来限制电流的大小和调节电路的功率。
阻抗常用于交流电路中,用来描述电路中元件对交流电流的阻碍程度,例如在无线电通信中,天线的阻抗与无线电发射机的输出阻抗匹配可以提高通信效果。
简单来说,电阻是指电路中对电流的阻碍,而阻抗是指电路中整体对电流的阻碍。电阻是阻碍电流通过电路的电学特性之一,而阻抗则是电路中所有阻碍电流通过的因素的总和。
所以,电阻和阻抗都是电路中电流的阻碍作用,但是它们的定义、物理意义和应用有所不同。
电阻与阻抗有什么区别
阻抗和电阻的区别:
1、性质不同 阻抗:在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。 电阻:电阻是一个限流元件,将电阻接在电路中后,电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚,它可限制通过它所连支路的电流大小。
2、影响因素 阻抗:交流电路中一段无源电路两端电压峰值(或有效值)Um与通过该电路电流峰值(或有效值)Im之比称为阻抗,用z表示,单位为欧姆(Ω)。在U一定的情况下,z越大则I越小,阻抗对电流有限制的作用。 电阻:电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。
3、作用区别 阻抗:在音响器材中,阻抗是常常提及的重要参数。例如扩音机与喇叭的阻抗多设计为8欧姆,因为在这个阻抗值下,机器有最佳的工作状态。其实喇叭的阻抗是随着频率高低的不同而变动的,喇叭规格中所标示的通常是一个大略的平均值,市面上的产品大都是四欧姆、六欧姆或八欧姆。 电阻:如果一个电阻器的电阻值接近零欧姆(例如,两个点之间的大截面导线),则该电阻器对电流没有阻碍作用,并联这种电阻器的回路被短路,电流无限大。如果一个电阻器具有无限大的或很大的电阻,则串接该电阻器的回路可看作开路,电流为零。 来源:——阻抗 来源:——电阻
电阻和阻抗的关系图
电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性,电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。
电阻率是材料特性,例如说铁或者铜的电阻率,电阻是一个特定东西的特征,例如这根导线的电阻是1欧姆。电阻和电阻率的关系式:r=p*l/s。p为材料电阻率,l为长度,s为材料截面积。r就是电阻。
电阻和抗阻的区别是什么
阻抗和感抗是电学中两个不同的概念,它们有以下的区别:
阻抗 ( Impedance):阻抗是指一个电路中对电流流动的阻碍程度,通常用欧姆 (Ω) 作为单位。阻抗由电阻和电容或电感组成,它们可以单独存在,也可以相互组合。在一个电路中,阻抗的大小决定了电流流动的难度,阻抗越大,电流流动就越困难。
感抗 (Reactance):感抗是指一个电路中由电感元件引起的阻碍电流流动的抗阻,通常用亨利 (H) 作为单位。感抗是由电流在电感元件中产生的磁场引起的,它与电阻和电容一起组成电路中的阻抗。感抗的大小决定了电流流动时被感抗阻碍的程度。
因此,阻抗和感抗都是描述电路中电流流动的抗阻,但它们的原因和表现形式不同。阻抗是由电阻和电容或电感共同引起的,而感抗是由电感元件引起的。在电路中,阻抗和感抗通常会相互影响,它们的大小和方向都会影响电流的流动。
电阻与阻抗的关系
抗阻 当电压和电流按正弦规律变化时,具有电阻、电感、电容的电路对交流电所起的阻碍或抵抗作用的效果叫做阻抗,其数值等于电路两端的电压有效值和输入电流有效值的比值,即Z=U/I。电阻就是一般意义上的导体对电流阻碍的大小。阻抗应该只是在交流电上出现,电阻就多了,直流和交流都有电阻。
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