阻抗
Impedance
別名:電路阻抗、Z
阻抗(Impedance, Z)為穩態正弦電壓與電流之相量比值(IEEE Std 100)。複數形式 Z = R + jX,以歐姆(Ω)為單位。為交流電路分析之核心概念。
白話說明
交流電路中阻礙電流流動的『綜合阻力』。不同於直流電路只有單純的電阻,交流電路的阻抗還包含電容與電感造成的『動態阻礙』(電抗)。
完整定義
阻抗於線性定參數系統之定義為:穩態正弦電壓(或類電壓量, 驅動力)之相量等效值,與穩態正弦電流(或類電流量,響應) 之相量等效值的比值。另一等效定義為:對應之阻抗函數以 jω 替換 p(ω 為實數角頻率)所得之值。 阻抗為複數,由實部(電阻,resistance)與虛部(電抗, reactance)構成:Z = R + jX。以歐姆(Ω)為單位。
標準原文 (Original Text)
impedance (1) (A) (general) (linear constant-parameter system). The corresponding impedance function with p replaced by jw in which w is real. Note: Definitions (A) and (B) are equivalent. (B) (general) (linear constant-parameter system). The ratio of the phasor equivalent of a steady-state sine-wave voltage or voltage-like quantity (driving force) to the phasor equivalent of a steady-state sine-wave current or current-like quantity (response).
阻抗為交流電路分析之核心概念,擴展了直流電路中「電阻」 的角色。阻抗之量值 |Z| = √(R² + X²),相角 θ = arctan(X/R)。電力系統分析中常用「標么值」 (per-unit)表示阻抗,便於不同電壓等級之比較。變壓器 短路阻抗(參見 TR-014)、輸電線路阻抗、發電機暫態阻抗 等皆為短路故障計算之關鍵參數。
生活比喻
如果交流電流是一輛車在彎曲道路上行駛,阻抗就是『綜合行車難度』——既有路面摩擦力(電阻),也有彎道離心力(電抗)。兩者組合才決定實際有多難通過。
為何重要
所有交流電路計算、故障分析、保護協調、電壓調整計算,都以阻抗為基礎。變壓器的銘牌上標示的『阻抗電壓』就是此概念的實際應用。
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