电阻的定义是什么?

电阻,用中学的物理定义说,就是电路中某元件阻碍电流流通的能力。不过,这个定义显然不是很严密。

根据欧姆定律,我们知道电阻R与电压U和电流I的关系是: R=U/I 。这个式子告诉我们,测量电阻并不一定非要停机测量,只需要测量出电阻两端的电压,以及流过电阻的电流,那么两者之比就是电阻R的值。

如下图所示:

image.png

1图中,如果我们知晓了电阻R两端的电压U,以及流过电阻的电流I,我们立刻就能知道电阻R的阻值。

2图和3图,我们在测量电阻R两端的电压U,以及流过电阻的电流I时,会发现两者的最大值存在时间上的差异,2图中的电流会滞后于电压,而3图中的电流会超前于电压。显然,在这种情况下,我们就不能再沿用原先的概念,必须把电阻的定义略加扩展。

设想我们在前后两个时刻测得两个电压值U1和U2,以及两个电流值I1和I2。于是有:

image.png
我们把Rd叫做t1时刻的动态电阻。

特别地,当时刻t2大于系统的过渡时间,也即系统进入稳定状态后,动态电阻Rd也就越来越接近实际值R。

为了表述过渡过程,在电路分析中专门引出了阻抗的概念。

阻抗Z,它包括电阻R,还包括电抗X,并且电抗X还包括时间因素。于是,阻抗Z就全面地反映了被测电路参量的电阻特性以及时间延迟特性。

阻抗是某元器件的身份证

4图中的X是不知特性的某个元件,甚至是某个局部电路。但如果测量到了电压U,以及电流I在某个时间段的一系列参数值,就可以计算出系统的动态电阻,以及系统的阻抗,当然也包括电阻R在内。

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