對於“什麼是阻抗”這個問題，我要指出的是，阻抗通常是物理學的廣義概念，其中電阻抗只是一個例子。

要了解其含義和工作原理，通常更容易考慮機械阻抗。考慮嘗試在地板上推動（滑動）沉重的沙發。
您施加一定的力，然後沙發以一定的速度滑動，具體取決於您用力的程度，沙發的重量，類型地板表面，沙發腳的類型等等。在這種情況下，可以定義機械阻抗，以給出推力和沙發走多快之間的比率。

這實際上很像直流電路，在此電路中，電路兩端的電壓量，電流以一定的相應速率流過電路。

對於沙發和電路而言，對輸入的響應可能是簡單且線性的：一個遵循歐姆定律的電阻，電阻的電阻只是電阻，沙發可能具有摩擦滑塊支腳，使其可以與力成比例地移動。*

電路和機械系統也可能是非線性的。如果您的電路由跨接在電阻上的可變電壓組成，該電阻與二極管串聯，則電流將接近零，直到超過二極管的正向電壓為止，根據歐姆定律，此時電流將開始流經電阻。法。同樣，坐在地板上的沙發通常會產生一定程度的靜摩擦：只有在您施加一定程度的初始力後，沙發才會開始移動。在機械系統和電氣系統中，都無法定義單個線性阻抗。相反，您能做的最好的就是分別定義不同條件下的阻抗。 （現實世界更像這樣。）

即使情況非常清晰和線性，也必須注意，阻抗僅描述了比率-它沒有描述系統的極限，也並不“糟糕”。通過增加更多的電壓/加力推動，您絕對可以獲得所需的電流/速度（在理想的系統中）。

機械系統也可以為交流阻抗帶來很好的感覺。想像一下您正在騎自行車。每踩半個踏板，您就向左推，向右推。您也可以想像只用一隻腳和腳趾夾踩踏板，這樣您就可以在踏板的每個循環中進行推拉。這就像在電路上施加交流電壓：您以某個給定的頻率週期性地推拉。

如果頻率足夠慢，例如您停在自行車時，踩下踏板的問題只是一個“直流”問題，就像推沙發一樣。但是，當您加速時，事情可能會有所不同。

現在，假設您以一定速度騎車，並且您的自行車是三速，低，中和高傳動比。中等的感覺很自然，齒輪很難施加足夠的力來產生任何變化，而在低速檔時，您只需旋轉踏板就不會將任何能量傳遞到車輪上。這是阻抗匹配的問題，在這種情況下，只有當車輪對您的腳產生一定程度的物理阻力時，您才能有效地將動力傳遞給車輪。相應的電氣現像也很常見。您需要阻抗匹配的線才能有效地將射頻功率從A點傳輸到B點，並且每當將兩條傳輸線連接在一起時，接口上都會有一些損耗。

踏板提供的阻力腳的壓力與按力的程度成正比，這與簡單的阻力（尤其是低速運動）最緊密地相關。即使在交流電路中，電阻器的行為也類似於電阻器（達到特定點）。

但是，與電阻器不同，自行車的阻抗取決於頻率。假設您從停車處開始將自行車置於高檔。 非常很難入門。但是，一旦開始使用，踏板所表現出的阻抗會隨著您走得更快而降低，而一旦您走得很快，您可能會發現踏板所呈現的阻抗太小而無法吸收腳的力量。因此，實際上存在一個隨頻率變化的阻抗（電抗），該阻抗開始時較高，而隨著您移向較高的頻率，阻抗會降低。

這很像電容器的行為，一個很好的自行車機械阻抗模型是電阻與電容器並聯。

在直流電（零速度）下，您只看到恆定的高電阻作為阻抗。隨著踩踏頻率的增加，電容器的阻抗變得低於電阻器的阻抗，並允許電流以這種方式流動。

當然，還有其他各種電子元件及其機械類似物**，但是在您了解有時看起來像是非常抽象的主題的數學方面時，本討論將為您提供一些基本概念的初步直覺，以保持紮根（雙關語意）。

*挑剔的：歐姆定律對實際設備永遠都不是精確的，並且現實世界中的摩擦力永遠不會使速度與力成正比。但是，“相當線性”很容易。我正在嘗試所有教育和東西。減輕我的時間。

**例如，感應器就像是車輪上的彈簧滾輪，隨著頻率的升高，阻力會增加）

電路元件的阻抗是該元件中電壓與電流之比。

恆定電壓和電流

對於恆定電壓和電流，阻抗就是電阻。電阻器是一種即使電壓變化也能保持相同的電壓電流比的設備。它們是線性的-電壓加倍，電流也加倍。如果繪製電壓與電流的關係圖，則斜率就是阻抗。

電容器就像兩個金屬板一樣，對於恆定電流和電壓來說就像開路。電感器，意味著彎曲的電線，對於恆定的電流和電壓來說，就像短路一樣。

（實際上，它不是很乾淨。電阻器在通過時往往會流過比應該流過的電流小的電流。高溫，電容器會漏出一點電流，即使它們不應該通過。電感器的電阻也很小，就像任何普通的電線一樣。）

電壓和電流會隨時間而變化

在這裡變得更加有趣。某些電路元件（例如電容器和電感器）允許或多或少的電流流過，具體取決於它們所承受電壓的頻率。您可以將它們視為與頻率相關的電阻器。阻抗的頻率相關部分稱為電抗。添加電抗和電阻，您將獲得阻抗。

電抗示例

假設您有一個生成120 V振幅正弦波的盒子。盒每秒60個循環，並通過0.1 F電容器連接盒信號。流過的電流將是相同頻率的正弦波。電流為：

I = V * 2 * pi *頻率* C

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

（實際上，這麼大的電流會使電容器爆炸。）

如果將正弦波的頻率加倍，則電流將加倍。這種行為在RC濾波器中很有用-例如，您可以使電路在一個頻率下具有高電阻，而在另一頻率下具有低電阻，這使您可以從噪聲中挑選出信號。

電感的行為類似，但是隨著頻率的增加，阻抗會增加而不是減少。

現實世界

實際上，所有物體都有一定的電阻以及一些電抗（電容或電感很小，但不能同時兼有）。此外，所有電路都具有非線性，例如溫度依賴性或幾何效應，使它們偏離理想模型。

此外，我們處理的電壓和電流也不是完美的正弦波，它們

例如，假設您正在運行螺線管來打開門鎖，就像公寓樓中的蜂鳴器一樣。螺線管是一個巨大的感應器，其產生的磁場會克服彈簧力將閂鎖拉回原位。關閉螺線管時，電流會隨著時間急劇變化。當您嘗試使電流快速下降時，螺線管的電感會使電壓迅速上升。

這就是為什麼您看到所謂的“反激二極管”與大電感器並聯的原因-電流下降得更慢，避免了由高頻變化引起的電壓尖峰。

下一步

從這裡開始，下一步是了解如何對由多個電抗元件（例如，一堆電阻器和電容器）構成的電路建模。為此，我們不僅要跟踪電壓和電流的幅度，還要跟踪它們之間的相移-正弦波的峰值沒有及時對齊。

（不幸的是，我必須在這裡完成一些工作，所以我必須給您留下此鏈接： http://www.usna.edu/MathDept/CDP/ComplexNum/Module_6/ComplexPhasors.htm）

阻抗是電阻概念的擴展，其中包括電容和電感的影響。電感器和電容器具有“電抗”，而阻抗則是電阻和電抗的組合。更直觀。例如，如果您知道如何計算純電阻分壓器的輸出：

，那麼您還可以在以下位置計算RC濾波器的輸出幅度：給定頻率：

例如，假設R為1kΩ，C為1 uF，並且您想知道在輸入正弦波時的輸出電壓160赫茲。電容器在160 Hz時的電抗約為 1kΩ，因此兩個“電阻器”都相同，並且兩端的電壓也相同。每個元件上的輸入電壓為0.707，但在電阻情況下則為0.5。

在其他頻率下，電容器的電抗值會有所不同，這就是濾波器的原因對不同頻率的反應不同。您還可以使用虛數來計算輸出中的相移，但是幅度通常是您唯一關心的部分。

我喜歡阻抗的機械類比是一個垂直懸掛的彈簧，上面懸掛著重物。如果系統最初是靜止的，並且對頂部的砝碼進行了短暫的向上猛拉，然後迅速將其返回到其原始位置，則乾擾將沿著彈簧傳播。每個重物將被上方的重物向上拉，然後向上推至上方的重物（並由其向下推），同時將其向上拉至下方的重物（並由其向下拉），最後由重物向上推。重量低於。一旦所有這些事情發生，重量就會恢復到其原始位置和（零）速度。

請注意，向下傳播的波的行為並不依賴於其下方的任何東西。但是，一旦波浪到達底部，則可能會發生以下三種情況之一，具體取決於彈簧的末端是懸垂的，牢固地固定在某個物體上還是固定在可以有一定阻力的物體上。

彈簧的末端晃來晃去，底部的重物在向上晃動時，下方沒有任何東西可以拉下來。這樣的效果將是，重量將比其他情況更加猛烈向上猛拉，並且超過上述重量將抵消其能量。反過來，這將導致配重塊在上方的配重塊上向上推動，並產生一個向上移動的波動，該波動（在沒有摩擦損失的情況下）與初始向下的波動相等。位移方向與原始波相同（即向上），但應力相反（原始波為張力波；回彈為壓縮）。

相反，如果彈簧的末端固定，則底部重物將發現其下方的彈簧比預期的抵抗力更大。因此，底部的重量將不會像預期的那樣上升，而最終的效果似乎是底部產生了額外的“拉力”，從而向上方發出了波浪。該波的位移方向將與原始波相反（即向下），但應力將相同（受壓）。

如果彈簧的底部附著在某些會移動的物體上，但不如懸空的彈簧那麼多，上述兩種行為可能會在某種程度上抵消。如果允許彈簧的底部移動正確的量，則行為將取消並且波將消失。否則，一個或其他類型的波將反彈，但幅度通常會小於懸掛或固定端的幅度。所需的電阻量由阻抗有效地定義，而阻抗又是砝碼質量和彈簧的彈簧常數的函數。

請注意，許多與阻抗有關的行為都被該阻抗捕獲模型。例如，如果所有重量都超過某個點重量100g，而所有重量都低於200g，並且所有彈簧都相等，則從較輕的重量到較重的重量的過渡會導致一些波能向上反射（以某種方式類似於固定底端），因為較重的重量不會像預期的那樣移動。關鍵概念是，對於被推回零速度的物體，它們必須同時傳遞動能和動量。如果他們能夠將他們的能量和動量轉移到具有與推動他們相同的特徵的東西，他們將接受所有的能量和動量並繼續下去。否則，他們將不得不發回一些能量和/或動量。

我將回答僅限於電氣領域。阻抗（Z）實際上就是V / I。它是如此簡單。但這並不是在所有情況下都這麼簡單。讓我們從簡化列表開始進行工作。

如果阻抗是一個簡單的集總電阻並且V是直流電壓（頻率= f = 0），則可以將Z = V / I重寫為R = V / I。

如果阻抗是由電容或電感引起的，則阻抗取決於頻率。

如果頻率足夠高，以致組件不會顯示為集總元素，則阻抗不僅取決於頻率，而且取決於位置。有時，這些元素被設計成可分佈的（例如，自由空間中的波導，天線和EM波），有時則不是。

已開發出可在時間和時間上描繪這些更高頻率影響的通用工具。空間（1維）為。 。 。 Z ＝ V / I。但是'V'和'I'都是（A）（e）^（j（wt + x））形式的複數向量，其中j = SQRT（-1），'A'是常數，'e '是自然對數的底數，'w'是以弧度/秒為單位的頻率，'t'是以秒為單位的時間，'x'是沿一維路徑的距離。因為“ Z”是這兩個複矢量的比率，所以它也是隨時間和空間變化的複矢量。電氣工程師在所需的時間和位置上操縱這些量，然後取V或I（或Z）的實部來獲得在現實世界中觀察到的東西。