電(diàn)路中负载阻抗的使用(yòng)及其对電(diàn)路功能(néng)的影响

2020-08-07

在電(diàn)子领域，我们发现同义词的使用(yòng)非常广泛。

一对这样的同义词是阻抗（交流電(diàn)路）和電(diàn)阻（直流電(diàn)路）。从技术的角度来看，它们都代表了对電(diàn)流的对立，但是阻抗也将電(diàn)阻纳入其可(kě)分(fēn)解性中。当然，这也包括電(diàn)抗（電(diàn)容器）和電(diàn)感（電(diàn)感器）。

什么是阻抗？

阻抗是電(diàn)路或组件对AC的有(yǒu)源電(diàn)阻，是由電(diàn)抗和欧姆電(diàn)阻的综合作用(yòng)演变而来的。我们还将其定义為(wèi)在施加電(diàn)压时電(diàn)流与能(néng)量流之间的任何障碍或对立程度。

更為(wèi)技术上的定义是電(diàn)路对单一频率的交流電(diàn)的总阻力。总之，它是電(diàn)抗和電(diàn)阻的组合，我们以欧姆為(wèi)单位进行测量，并用(yòng)符号Z表示。

计算阻抗

如前所述，阻抗是電(diàn)路对交流的阻抗，我们以欧姆為(wèi)单位进行测量。在计算阻抗时，我们需要所有(yǒu)電(diàn)容器，電(diàn)感器的電(diàn)阻（阻抗）以及所有(yǒu)電(diàn)阻器的值。之所以需要这些值，是因為(wèi)这些组件中的每个组件都提供与電(diàn)流相反的变化量。当然，该措施取决于電(diàn)流在速度，方向和强度上如何变化。我们可(kě)以使用(yòng)一个简单的数學(xué)公式来计算阻抗。

这些是您需要精确计算電(diàn)路阻抗的公式

阻抗：Z = R或XL或XC（如果只有(yǒu)一个）

仅串联阻抗：Z =√（R2 + X2）（当同时存在R和一种X类型时）

仅串联阻抗：Z =√（R2 +（| XL-XC |）2）（当存在R，XC和XL时）

任何電(diàn)路中的阻抗= R + jX（j是虚数√（-1））

電(diàn)阻：R = V / I

感抗：XL =2πƒL=ωL

電(diàn)容電(diàn)抗XC = 1 /2πƒC= 1 /ωC

什么是负载阻抗？

负载或负载阻抗是将设备或组件连接到功能(néng)块的输出，从而从中汲取可(kě)测量電(diàn)流的概念。例如，您可(kě)以将電(diàn)阻器连接到電(diàn)源或将缓冲（运算放大器）放大器连接到振荡器。因此，负载阻抗是链中下一个功能(néng)块的输入阻抗。

注意：缓冲放大器或缓冲器可(kě)提供链中从一个電(diàn)路到下一个電(diàn)路的電(diàn)阻抗转换。总之，它确保了電(diàn)流或電(diàn)压从具有(yǒu)高输出阻抗電(diàn)平的第一電(diàn)路到具有(yǒu)低输入阻抗電(diàn)平的第二電(diàn)路的传输。内插缓冲放大器抑制第二電(diàn)路使第一電(diàn)路过载并妨碍适当的功能(néng)。通常，缓冲器有(yǒu)两种主要类型：電(diàn)流缓冲器或電(diàn)压缓冲器。

当负载不仅具有(yǒu)纯電(diàn)阻性组件（例如電(diàn)阻器）而且还包含電(diàn)抗性组件（例如電(diàn)感器和電(diàn)容器）时，就会出现负载阻抗。電(diàn)抗成分(fēn)代表虚阻抗，而電(diàn)阻元件包含真实阻抗。

在功能(néng)上，当我们施加電(diàn)压时，電(diàn)阻会耗散能(néng)量，而電(diàn)容和電(diàn)感会存储能(néng)量。因此，我们认為(wèi)它们的阻抗是虚构的。

负载阻抗的重要性

像在電(diàn)路中故意添加任何電(diàn)阻一样，最终目标是控制電(diàn)路中電(diàn)流和電(diàn)压的流动。由于阻抗仅仅是交流電(diàn)路中電(diàn)阻原理(lǐ)的延伸，因此负载阻抗的使用(yòng)对于電(diàn)路功能(néng)至关重要，这是可(kě)以理(lǐ)解的。

负载阻抗对于评估各种条件下的電(diàn)路行為(wèi)也至关重要。例如，当负载阻抗等于電(diàn)路输出阻抗时，電(diàn)路可(kě)实现最大功率传输。负载阻抗的变化将影响RC时间常数的充電(diàn)和放電(diàn)。当然，这取决于電(diàn)路的设计，但也会引起上升和下降时间的变化。总而言之，電(diàn)路的行為(wèi)在诸如感性和容性负载甚至短路条件下会有(yǒu)所不同。

当阻抗匹配是特定電(diàn)路的目标时，负载阻抗也至关重要。让我们看一下传输線(xiàn)的示例。理(lǐ)想情况下，您希望源阻抗，传输線(xiàn)阻抗和负载阻抗相等。达到这些理(lǐ)想的参数条件将确保7V源信号在整个传输線(xiàn)上成為(wèi)7V信号，并且输出也将观察或看到7V信号。

负载阻抗会影响電(diàn)路的性能(néng)，尤其是输出電(diàn)压和電(diàn)流。这些影响发生在電(diàn)压源，传感器和放大器中，仅举几例。最好的例子之一是電(diàn)源插座，因為(wèi)它们以恒定電(diàn)压提供功率。在这种情况下，负载是您连接到電(diàn)源電(diàn)路的電(diàn)器。这意味着，当大功率设备开启时，它将大大降低负载阻抗。但是，阻抗匹配不仅对于传输線(xiàn)至关重要，而且其重要性还扩展到PCB互连。