对于“什么是阻抗”这个问题，我会注意到阻抗通常是物理学的一个广义概念，其中电阻抗只是一个例子。

要了解它的含义及其工作原理，通常更容易考虑机械阻抗。想一想试图在地板上推（滑动）一张沉重的沙发。
你施加一定的力，沙发以一定的速度滑动，这取决于你推的力度、沙发的重量、地板的类型、沙发的脚的类型等等。对于这种情况，可以定义一个机械阻抗，它给出了你推动的力度和沙发移动的速度之间的比率。

这实际上很像直流电路，您在电路上施加一定量的电压，电流以一定的相应速率流过它。

对于沙发和电路的情况，对您的输入的响应可能是简单且相当线性的：一个遵循欧姆定律的电阻器，其中它的电阻抗就是电阻，并且沙发可能有摩擦滑脚允许它以与你的力量成比例的速度移动。*

电路和机械系统也可能是非线性的。如果您的电路包含一个可变电压，该可变电压放置在与二极管串联的电阻器上，则电流将接近于零，直到超过二极管的正向电压，此时电流将开始流过电阻器，根据欧姆法律。同样，坐在地板上的沙发通常会有一定程度的静摩擦：直到你用一定的初始力推动它才会开始移动。在机械系统和电气系统中，都没有可以定义的单一线性阻抗。相反，您可以做的最好的事情是分别定义不同条件下的阻抗。（现实世界更像这样。）

即使事情非常清晰和线性，重要的是要注意阻抗只是描述了一个比率——它没有描述系统的限制，而且还不错。通过增加更多电压/更加努力地推动，您绝对可以（在理想系统中）获得尽可能多的电流/速度。

机械系统也可以给人一种很好的交流阻抗感觉。想象一下，你正在骑自行车。随着踏板的每半个循环，您向左推，向右推。您还可以想象只用一只脚和一个脚趾夹来踩踏板，这样您就可以在踏板的每个循环中进行推拉。这很像在电路上施加交流电压：您以某个给定的频率循环地推拉。

如果频率足够慢——比如当你停在自行车上时，踩下踏板的问题只是一个“直流”问题，就像推沙发一样。但是，当您加快速度时，情况可能会有所不同。

现在，假设您以一定的速度骑自行车，并且您的自行车是三速的，具有低、中、高传动比。中档感觉自然，高档很难施加足够的力来产生任何影响，而在低档时，您只需旋转踏板而不将任何能量转移到车轮上。这是一个阻抗匹配问题，只有当车轮对您的脚产生一定量的物理阻力时，您才能有效地将动力传递给车轮——不要太大，也不要太小。相应的电现象也很常见；您需要阻抗匹配的线路才能有效地将射频功率从 A 点传输到 B 点，并且任何时候将两条传输线连接在一起，接口处都会有一些损耗。

踏板为您的脚提供的阻力与您踩踏的力度成正比，这与简单的阻力最密切相关——尤其是在低速时。即使在交流电路中，电阻器的行为也像电阻器（直到某一点）。

然而，与电阻器不同的是，自行车的阻抗取决于频率。假设您从一站开始将自行车置于高速档。开始可能非常困难。但是，一旦你开始了，踏板的阻抗会随着你走得更快而下降，一旦你走得很快，你可能会发现踏板的阻抗太小，无法从你的脚上吸收力量。因此，实际上存在一个与频率相关的阻抗（电抗），它开始时很高，然后随着您前往更高的频率而变低。

这很像电容器的行为，自行车机械阻抗的一个相当好的模型是与电容器并联的电阻器。

在直流（零速度）下，您只会看到高、恒定的电阻作为您的阻抗。随着踏板频率的增加，电容器的阻抗变得低于电阻器的阻抗，并允许电流以这种方式流动。

当然，还有各种其他电气元件及其机械类比**，但本次讨论应该让您对一般概念有一些初步的直觉，以便在您了解有时看起来的数学方面时保持接地（双关语）就像一个非常抽象的主题。

*对挑剔的人说一句话：欧姆定律永远不会对真实设备精确，而现实世界的摩擦力永远不会使速度与力完全成正比。但是，“相当线性”很容易。我正在努力成为所有有教育意义的东西。放过我吧。

**例如，电感器类似于车轮上的弹簧滚轮，当您达到更高频率时会增加阻力）

电路元件的阻抗是该元件中电压和电流之间的比率。

恒定电压和电流

对于恒定的电压和电流，阻抗只是电阻。电阻器是一种即使电压变化也能保持相同电压电流比的器件。它们是线性的——电压加倍，电流也加倍。如果你画出电压与电流的关系图，斜率就是阻抗。

一个电容器，就像两个金属板，就像一个恒定电流和电压的开路。电感器，意思是卷线，就像恒定电流和电压的短路一样。

（实际上，它并不是那么干净。电阻器在变热时往往会通过更少的电流。电容器会漏掉一点电流，即使它们不应该漏掉。电感器的电阻很小，像任何普通电线一样。）

随时间变化的电压和电流

这就是它变得更有趣的地方。一些电路元件，如电容器和电感器，允许或多或少的电流取决于它们所承受的电压频率。您可以将它们视为与频率相关的电阻器。阻抗的频率相关部分称为电抗。加上电抗和电阻，你就会得到阻抗。

电抗示例

假设您有一个产生幅度为 120 V 的正弦波的盒子。您将盒子设置为每秒 60 个周期，并将盒子的信号连接到一个 0.1 F 的电容器上。流动的电流将是相同频率的正弦波。当前将是：

I = V * 2 * pi * 频率 * C

I = 120 * 2 * 3.14 * 60 * 0.1 = 4522 安培。

（实际上，这么大的电流会使电容器爆炸。）

如果将正弦波的频率加倍，则电流将加倍。这种行为在 RC 滤波器中很有用——例如，您可以制作在一个频率上具有高电阻但在另一个频率上具有低电阻的电路，这样您就可以从噪声中挑选出一个信号。

电感器的行为类似，但随着频率的增加，阻抗会增加而不是减少。

现实世界

实际上，所有东西都有一些电阻和一些电抗（一点电容或电感，但不是两者兼而有之）。此外，所有电路都具有非线性，例如温度依赖性或几何效应，使它们偏离理想模型。

此外，我们处理的电压和电流从来都不是完美的正弦波——它们是频率的混合。

例如，假设您正在运行螺线管来打开门锁，就像公寓楼中的蜂鸣器一样。螺线管是一个巨大的感应器，它产生一个磁场，可以抵抗弹簧的力量拉回闩锁。当你关闭螺线管时，你会随着时间的推移而发生巨大的电流变化。当你试图使电流迅速下降时，螺线管的电感使电压迅速上升。

这就是为什么你会看到与大电感并联的所谓“反激二极管”——以允许电流下降得更慢，避免由高频变化引起的电压尖峰。

下一步

从这里开始，下一步是学习如何对由多个电抗元件（例如，一堆电阻器和电容器）构成的电路进行建模。为此，我们不仅要跟踪电压和电流的幅度，还要跟踪它们之间的相移——正弦波的峰值没有及时排列。

（不幸的是，我必须在这里完成一些工作，所以我必须给你留下这个链接：http ://www.usna.edu/MathDept/CDP/ComplexNum/Module_6/ComplexPhasors.htm ）

阻抗是电阻概念的延伸，包括电容和电感的影响。电感和电容都有“电抗”，阻抗是电阻和电抗作用的综合。

n00b 简介：本质上，它可以让您将电容器和电感器视为电阻器，从而使计算更简单，更直观。例如，如果您知道如何计算纯电阻分压器的输出：

那么您还可以计算给定频率下 RC 滤波器的输出幅度：

例如，假设 R 为 1 kΩ，C 为 1 uF，如果输入 160 Hz 的正弦波，您想知道输出电压。电容器在 160 Hz 时的电抗大小约为1 kΩ，因此两个“电阻器”相同，并且每个电阻器上的电压相同。每个组件都有 0.707 的输入电压，但不是 0.5，如在电阻情况下。

在其他频率下，电容器的电抗大小会有所不同，这就是滤波器对不同频率的响应不同的原因。您还可以使用虚数来计算输出中的相移，但通常幅度是您唯一关心的部分。

我喜欢阻抗的机械类比是一个垂直悬挂的弹簧，上面悬挂着一组重物。如果系统最初是静止的，并且对顶部的重物进行了短暂的向上猛拉，使其迅速回到原来的位置，则扰动将沿着弹簧传播。每个重物会被上面的重物向上拉，然后在上面的重物上向上推（并被它向下推），同时它在下面的重物上向上拉（并被它向下拉），最后被上面的重物向上推体重低于。一旦所有这些事情都发生了，重量将返回到它的原始位置和（零）速度。

请注意，向下传播的波的行为不依赖于它下面的任何东西。然而，一旦波到达底部，可能会发生三种情况之一，具体取决于弹簧的末端是悬空的、刚性地固定在某物上，还是固定在可以通过一定阻力移动的某物上。

如果弹簧的末端是悬空的，那么当它向上猛拉时，底部的重物将没有任何东西可以拉下它。这样做的效果是，重量会比其他情况下更多地向上猛拉，并且超过上面的重量会期望抵消它的能量。这反过来又会导致重物在上面的重物上向上推动，并产生一个向上的行波，该波（没有摩擦损失）的幅度与最初的向下波相等。位移方向与原波相同（即向上），但应力方向相反（原波为张力波；反弹为压缩波）。

相比之下，如果弹簧的末端是固定的，底部重物会发现它下方的弹簧比预期的抵抗力更强。因此，底部重量不会像预期的重量那样向上移动，净效应就像底部给予了额外的“拖拽”，向上发送波浪。该波的位移方向将与原始波相反（即向下），但应力将相同（压缩）。

如果弹簧的底部附着在一些移动的东西上，但没有悬垂的弹簧那么大，上述两种行为可能会在一定程度上抵消。如果允许弹簧底部移动适量，则行为将取消，波浪将消失。否则，一种或其他类型的波会反弹，但幅度通常会小于悬空或固定端。所需阻力的大小由阻抗有效地定义，而阻抗又是重物质量和弹簧弹簧常数的函数。

请注意，此模型捕获了许多与阻抗相关的行为。例如，如果某个点以上的所有重物重 100g，而低于某个点的重物重 200g，并且所有弹簧都相等，则从较轻的重物到较重的重物的过渡将导致一些波能向上反射（以某种方式类似于固定的底端），因为较重的重量不会像预期的那样移动。关键概念是，对于被推动返回零速度的物体，它们必须同时传递动能和动量。如果他们可以将他们的能量和动量转移到与推动他们的东西具有相同特征的东西上，他们就会接受所有的能量和动量并将它们传递下去。否则，他们将不得不发回一些能量和/或动力。