（本文譯自The Electronics Club 的 Impedance and Reactance）

阻抗 Impedance

阻抗（符號 Z）是一種電路對電流所有抵抗的度量，換句話說：電路阻礙電流流動的程度。有點像電阻，不過它把電容和電感的效應也含括進去。阻抗的單位以 ohm 表示，符號Ω。

阻抗比電阻複雜，因為它包含「電容與電感會隨著流經(jīng)電路的電流頻率而變化」的效應，也就是說阻抗會隨著頻率而改變！而電阻效應是固定不變的，與頻率無關。

「阻抗」這個名詞常常被用在沒有電容或電感的簡單電路上（還蠻正確的）- 例如討論到「輸入阻抗」或「輸出阻抗」時。如果你正在學習電子學，這似乎造成混淆，不過在簡單的電路上，你可以把它當作是「電阻」的另一個名詞。

電路的阻抗（Z）決定於四個電子計量：電阻（R），電容（C），電感（L），頻率（f）。

阻抗可以分成兩個部份：

l          電阻 Resistance R（與頻率變化無關的部份）

l          電抗 Reactance X（因為電容、電感而跟著頻率變化的部份）

更詳細請看下面的 Reactance 一節(jié)。

電容和電感會在電流與電壓之間引起相位偏移（phase shift），意思就是說「電阻」和「電抗」不能直接相加變成「阻抗」。他們必須以「電抗」與「電阻」垂直的向量相加，如圖所示。

*相位偏移（phase shift）意思是電流與電壓不同步。想像一下電容充電。當跨在電容器上的電壓為零時，電流是最大值；當電容器充電，電壓達到最大時，電流是最小值。充電與放電隨著交流電源持續(xù)進行著，在電壓到達最大值前，電流會短暫地先達到最大值：所以我們說電流領先電壓。

電抗 Reactance，X

電抗（符號 X）是一種電容和電感對電流抵抗的度量。電抗隨電氣信號的頻率而變化。電抗的單位以 ohm 表示，符號Ω。

電抗有兩種：電容抗（Xc）與電感抗 (X_L)。

Total reactance（X）為兩者之差：X = X_{L －} Xc

l          電容抗（capacitive reactance），Xc

Xc 在低頻時變大，高頻時變小。在穩(wěn)定直流（DC）頻率為零時，Xc 無限大（完全抵抗），因此，電容器交流（AC）通行，直流（DC）阻隔。

例如：一個 1μF 的電容，信號 50 Hz 時電抗為 3.2 kΩ，可是當頻率提高至 10 kHz 時電抗則僅有 16Ω。

l          電感抗（inductive reactance），X_L

X_L 在低頻時變小，高頻時變大。在穩(wěn)定直流（DC）頻率為零時，X_L 為零（無抵抗），因此，電感器直流（DC）通行，交流（AC）阻隔。

例如：一個 1 mH 的電感，信號 50 Hz 時電抗為 0.3Ω，可是當頻率提高至 10 kHz 時電抗則為 63Ω。

輸入阻抗  Input impedance Z_IN

輸入阻抗  Input impedance（Z_IN），是任何東西連接到電路或裝置（例如擴大機）的輸入時所「看」到的阻抗。它是電路或裝置內(nèi)部所有連到輸入端的電阻、電容、電感的綜合效應。

即便是在只有電阻的簡單案例中，也常使用「輸入阻抗」這個名詞，而「輸入電阻」在這裡是可以代用的。事實上，當輸入阻抗只是電阻時，會提供一個低頻（例如小於 1kHz）的輸入信號的假設通常是合理的。

電容、電感的影響跟著頻率變化，所以如果這些存在，輸入阻抗也會跟隨頻率變化。電容和電感效應通常在高頻的時候最顯著。

通常輸入阻抗應該要高，至少是提供信號的電路（或裝置）輸出阻抗的十倍。這可以確保輸入不會「過載」訊源，同時也減少一次大量信號的強度（電壓）。

輸出阻抗  Output impedance Z_OUT

任一電路或裝置的輸出，相當於一個輸出阻抗（Z_OUT）串連一個完美的電壓源（V_SOURCE）。這稱作「等效電路」，它代表電路或裝置內(nèi)部，所有連到輸出的電壓源、電阻、電容和電感的綜合效應。注意V_SOURCE 通常不等於供應電壓Vs。

即便是在只有電阻的簡單案例中，也常使用「輸出阻抗」這個名詞，而「輸出電阻」在這裡是可以代用的。事實上，當輸出阻抗只是電阻時，會提供一個低頻（例如小於 1kHz）的輸出信號的假設通常是合理的。

電容、電感的影響跟著頻率變化，所以如果這些存在，輸出阻抗也會跟隨頻率變化。電容和電感效應通常在高頻的時候最顯著。

通常輸出阻抗應該要低，小於連接輸出的負載阻抗的十分之一。如果輸出阻抗過高，將無法提供夠強的信號給負載，因為大部分的信號電壓，將在電路中驅(qū)動電流流經(jīng)輸出阻抗 Z_OUT 時「損耗掉」。負載可以是單一元件或者另一個電路的輸入阻抗。

l          低輸出阻抗，  Z_OUT << Z_LOAD

大部分的V_SOURCE 會跨在負載上，驅(qū)動電流經(jīng)輸出阻抗時，電壓損耗很少。通常這是最佳的安排。

l          阻抗匹配，  Z_OUT = Z_LOAD

一半的V_SOURCE 跨在負載上，另一半在驅(qū)動電流經(jīng)輸出阻抗時損耗掉。這種安排在某些情況是有幫助的（像擴大機驅(qū)動喇叭），因為它傳遞最大功率到負載。 注意有一半功率浪費在驅(qū)動輸出電流給輸出阻抗  Z_OUT，效率 50%。

l          高輸出阻抗，Z_OUT >> Z_LOAD

只有一小部份的跨在負載上，大部分在驅(qū)動電流經(jīng)輸出阻抗時 “損耗掉”。這種安排是不合人意的。

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分壓器的輸出阻抗  The output resistance of a voltage divider

分壓器（voltage divider）在電子學上應用很廣泛，例如在電路的輸入連接一個像 LDR 的輸入轉(zhuǎn)換器（input transducer）。

要能成功運用，分壓器的輸出阻抗，應該要遠小於所連接電路的輸入阻抗。輸出阻抗小於輸入阻抗的十分之一會比較理想。

在分壓器的等效電路中，輸出阻抗只是一個電阻，所以「輸出電阻」這個名詞是可以用的。R_OUT 等於兩個電阻（R1和R2）並聯(lián)。

等效電路中的電壓源V_SOURCE，是當輸出端沒有連接任何東西時的輸出電壓Vo（因此也沒有輸出電流）。有時候稱作「開路」（open circuit）電壓。

大多數(shù)的分壓器中，其中一個電阻將會是輸入轉(zhuǎn)換器（input transducer），像是LDR。轉(zhuǎn)換器的電阻是變動的，這讓 V_SOURCE和 R_OUT也跟著變動。為了確認 R_OUT夠低，你應該知道它的最大值，將會發(fā)生在轉(zhuǎn)換器最大電阻值的時候（不管轉(zhuǎn)換器接在分壓器哪裡都適用）。

例如：如果 R1=10kΩ，R2 是一個電阻值最大 1MΩ 的 LDR，R_OUT =10k x 1M / (10k+ 1M ) = 9.9kΩ（算10kΩ）。 這表示它應該連接一個輸入電阻至少 100kΩ的負載。