名词解释
电学解释
阻抗是表示元件性能或一段电路电性能的物理量。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。
在电流中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻。除了超导体外,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值等于零的物质,不过它要求在足够低的温度和足够弱的磁场下,其电阻率才为零。
在直流电和交流电中,电阻对两种电流都有阻碍作用;作为常见元器件,除了电阻还有电容和电感,这两者对交流电和直流电的作用就不像电阻那样都有阻碍作用了。
电容是“隔直通交”,就是对直流电有隔断作用,就是直流不能通过,而交流电可以通过,而且随着电容值的增大或者交流电的增大,电容对交流电的阻碍作用越小,这种阻碍作用可以理解为“电阻”,但是不等同于电阻,这是一种电抗,电抗和电阻单位一样,合称“阻抗”。
当然,准确的说,“阻抗”应该有三个部分,除了这两个,就是“感抗”。感抗就是电感对电流的阻碍作用,和电容不同,电感对直流电无阻碍作用(如果严谨的研究的话,在通电达到饱和之前的那个短暂的几毫秒的暂态内,也是有阻碍的)对交流有阻碍作用,感抗的单位和容抗以及电阻的单位都一样是欧姆。
力学解释
阻抗、抗、阻的概念不只存在在电路中,在振动系统中,阻抗也用Z表示,是一个复数,也是一个相量(Phasor),含有Magnitude和Phase/Polarity。
由阻(Resistance)和抗(Reactance)组成。阻(resistance)是对能量的消耗,而抗(reactance)是对能量的保存。在振动系统中,由质量产生的抗,是质量抗(mass resistance),而由劲度(stiffness)产生的抗,是劲度抗(stiffness resistance)。
生活应用
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。
此外,阻抗还是耳机的重要参数。耳机的阻抗是其交流阻抗的简称,单位为欧姆(Ω)。一般来说,阻抗越小,耳机就越容易出声、越容易驱动。
耳机的阻抗是随其所重放的音频信号的频率而改变的,一般耳机阻抗在低频最大,因此对低频的衰减要大于高频的;对大多数耳机而言,增大输出阻抗会使声音更暗更混(此时功放对耳机驱动单元的控制也会变弱),但某些耳机却需要在高阻抗下才更好听。
如果耳机声音尖锐刺耳,可以考虑增大耳机插孔的有效输出阻抗;如果耳机声音暗淡浑浊,并且是通过功率放大器驱动的,则可以考虑减小有效输出电阻。
不同阻抗的耳机主要用于不同的场合,在台式机或功放、VCD、DVD、电视、电脑等设备上,常用到的是高阻抗耳机,有些专业耳机阻抗甚至会在200欧姆以上,这是为了与专业机上的耳机插口匹配,此时如果使用低阻抗耳机,一定先要把音量调低再插上耳机,再一点点把音量调上去,防止耳机过载将耳机烧坏或是音圈变形错位造成破音。
而对于各种便携式随身听,例如CD、MD或MP3,一般会使用低阻抗耳机(通常都在50欧姆以下),这是因为这些低阻抗耳机比较容易驱动,同时还要注意灵敏度要高,对随身听、MP3来说灵敏度指标更加重要。当然,阻抗越高的耳机搭配输出功率大的音源时声音效果更好。