阻抗和阻抗匹配

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阻抗和阻抗匹配之间的区别

阻抗 vs. 阻抗匹配

阻抗（electrical impedance）是电路中电阻、电感、电容对交流电的阻碍作用的统称。阻抗是一个复数，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，电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，容抗和感抗合称为电抗。阻抗將電阻的概念加以延伸至交流電路領域，不僅描述電壓與電流的相對振幅，也描述其相對相位。當通過電路的電流是直流電時，電阻與阻抗相等，電阻可以視為相位為零的阻抗。阻抗的概念不仅存在与电路中，在力学的振动系统中也有涉及。 阻抗通常以符號 Z 標記。阻抗是複數，可以用相量 Z_m \angle \theta 或 Z_m e^ 來表示；其中，Z_m是阻抗的大小，\theta 是阻抗的相位。這種表式法稱為「相量表示法」。 具體而言，阻抗定義為電壓與電流的頻域比率。阻抗的大小 Z_m 是電壓振幅與電流振幅的絕對值比率，阻抗的相位 \theta 是電壓與電流的相位差。採用國際單位制，阻抗的單位是歐姆（Ω），與電阻的單位相同。阻抗的倒數是導納，即電流與電壓的頻域比率。導納的單位是西門子 (單位)（舊單位是姆歐）。 英文術語「impedance」是由物理學者奧利弗·黑維塞於1886年發表論文《電工》給出。於1893年，電機工程師亞瑟·肯乃利（Arthur Kennelly）最先以複數表示阻抗。. 阻抗匹配（Impedance matching）是微波電子學裡的一部分，主要用於傳輸線上，來達至所有高頻的微波信號皆能傳至負載點的目的，幾乎不會有信號反射回來源點，從而提升能源效益。 大體上，阻抗匹配有兩種，一種是透過改變阻抗力（用于集总参数电路），另一種則是調整傳輸線的波長（用于传输线）。 要匹配一組線路，首先把負載點的阻抗值，除以傳輸線的特性阻抗值來歸一化，然後把數值劃在史密夫圖表上。.

电阻

在電磁學裏，電阻是一個物體對於電流通過的阻礙能力，以方程式定義為 其中，R為電阻，V為物體兩端的電壓，I為通過物體的電流。 假設這物體具有均勻截面面積，則其電阻與電阻率、長度成正比，與截面面積成反比。 採用國際單位制，電阻的單位為歐姆（Ω，Ohm）。電阻的倒數為電導，單位為西門子（S）。 假設溫度不變，則很多種物質會遵守歐姆定律，即這些物質所組成的物體，其電阻為常數，不跟電流或電壓有關。稱這些物質為「歐姆物質」；不遵守歐姆定律的物質為「非歐姆物質」。 電路符號常常用R來表示,例: R1、R02、R100等。.

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电感

電感（Inductance）是閉合迴路的一種屬性，即當通過閉合迴路的電流改變時，會出現電動勢來抵抗電流的改變。如果這種現象出現在自身迴路中，那麼這種電感稱為自感（self-inductance），是閉合迴路自己本身的屬性。假設一個閉合迴路的電流改變，由於感應作用在另外一個閉合迴路中產生電動勢，這種電感稱為互感（mutual inductance）。電感以方程式表達為 其中，\mathcal是電動勢，L是電感，i是電流，t是時間。 術語「電感」是1886年由奥利弗·赫维赛德命名。通常自感是以字母「L」標記，這可能是為了紀念物理學家海因里希·楞次的貢獻。互感是以字母「M」標記，是其英文（Mutual Inductance）的第一個字母。採用國際單位制，電感的單位是亨利（henry），標記為「H」，是因美國科學家約瑟·亨利命名。1 H.

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電容

在電路學裡，給定電壓，電容器儲存電荷的能力，稱為電容（capacitance），標記為C。採用國際單位制，電容的單位是法拉（farad），標記為F。電路圖中多半以C開頭標示電容，例：C01、C02、C03、C100等。 平行板電容器是一種簡單的電容器，是由互相平行、以空間或介電質隔離的兩片薄板導體構成。假設這兩片導板分別載有負電荷與正電荷，所載有的電荷量分別為-Q\,\!、+Q\,\!，兩片導板之間的電位差為V，則這電容器的電容C為 1法拉等於1庫侖每伏特，即電容為1法拉的電容器，在正常操作範圍內，每增加1伏特的電位差可以多儲存1庫侖的電荷。 電容器所儲存的能量等於充電所做的功。思考前述平行板電容器，搬移微小電荷元素\mathrmq從帶負電薄板到帶正電薄板，每對抗1伏特的電位差，需要做功\mathrmW： 將這方程式積分，可以得到儲存於電容器的能量。從尚未充電的電容器（q.

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