表面阻抗

金屬或超導材料對於約束在其表面的高頻電磁波所呈現的阻抗。

表面阻抗是導體表面上的電場強度與表面電流密度的比值。

基本介紹

• 中文名：表面阻抗
• 外文名：surfaceimpedance

阻抗簡介

1.1定義

在具有電阻、電感和電容的電路里，對電路中的電流所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一個複數，實部稱為電阻，虛部稱為電抗，其中電容在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為容抗,電感在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為感抗，電容和電感在電路中對交流電引起的阻礙作用總稱為電抗。阻抗的單位是歐姆。

阻抗、抗、阻的概念不只存在在電路中，在振動系統中，阻抗也用Z表示，是一個複數，也是一個相量（Phasor），含有Magnitude和Phase/Polarity。由阻（Resistance）和抗（Reactance）組成。阻（resistance）是對能量的消耗，而抗（reactance）是對能量的保存。在振動系統中，由質量產生的抗，是質量抗（massresistance），而由勁度（stiffness）產生的抗，是勁度抗（stiffnessresistance）。

1.2簡介

在電流中

在電流中，物體對電流阻礙的作用叫做電阻。除了超導體外，世界上所有的物質都有電阻，只是電阻值的大小差異而已。電阻很小的物質稱作良導體，如金屬等；電阻極大的物質稱作絕緣體，如木頭和塑膠等。還有一種介於兩者之間的導體叫做半導體，而超導體則是一種電阻值等於零的物質，不過它要求在足夠低的溫度和足夠弱的磁場下，其電阻率才為零。

在直流電和交流電中，電阻對兩種電流都有阻礙作用；作為常見元器件，除了電阻還有電容和電感，這兩者對交流電和直流電的作用就不像電阻那樣都有阻礙作用了。電容是“隔直通交”，就是對直流電有隔斷作用，就是直流不能通過，而交流電可以通過，而且隨著電容值的增大或者交流電的增大，電容對交流電的阻礙作用越小，這種阻礙作用可以理解為“電阻”，但是不等同於電阻，這是一種電抗，電抗和電阻單位一樣，合稱“阻抗”。當然，準確的說，“阻抗”應該有三個部分，除了這兩個，就是“感抗”。感抗就是電感對電流的阻礙作用，和電容不同，電感對直流電無阻礙作用（如果嚴謹的研究的話，在通電達到飽和之前的那個短暫的幾毫秒的暫態內，也是有阻礙的）對交流有阻礙作用，感抗的單位和容抗以及電阻的單位都一樣是歐姆。

在音響器材中

在音響器材中，擴音機與喇叭的阻抗多設計為8歐姆，因為在這個阻抗值下，機器有最佳的工作狀態。其實喇叭的阻抗是隨著頻率高低的不同而變動的，喇叭規格中所標示的通常是一個大略的平均值，市面上的產品大都是四歐姆、六歐姆或八歐姆。

在耳機中

耳機的阻抗是其交流阻抗的簡稱，單位為歐姆(Ω)。一般來說，阻抗越小，耳機就越容易出聲、越容易驅動。耳機的阻抗是隨其所重放的音頻信號的頻率而改變的，一般耳機阻抗在低頻最大，因此對低頻的衰減要大於高頻的；對大多數耳機而言，增大輸出阻抗會使聲音更暗更混(此時功放對耳機驅動單元的控制也會變弱)，但某些耳機卻需要在高阻抗下才更好聽。如果耳機聲音尖銳刺耳，可以考慮增大耳機插孔的有效輸出阻抗；如果耳機聲音暗淡渾濁，並且是通過功率放大器驅動的，則可以考慮減小有效輸出電阻。

不同阻抗的耳機主要用於不同的場合，在台式機或功放、VCD、DVD、電視、電腦等設備上，常用到的是高阻抗耳機，有些專業耳機阻抗甚至會在200歐姆以上，這是為了與專業機上的耳機插口匹配，此時如果使用低阻抗耳機，一定先要把音量調低再插上耳機，再一點點把音量調上去，防止耳機過載將耳機燒壞或是音圈變形錯位造成破音。而對於各種攜帶型隨身聽，例如CD、MD或MP3，一般會使用低阻抗耳機(通常都在50歐姆以下)，這是因為這些低阻抗耳機比較容易驅動，同時還要注意靈敏度要高，對隨身聽、MP3來說靈敏度指標更加重要。當然，阻抗越高的耳機搭配輸出功率大的音源時聲音效果更好。

表面阻抗

存在趨表效應，特別是透入深度很小時，電流高度集中在導體的表面層而形成表面電流。表面電流密度用K表示，單位是A/m，它與表面附近磁場強度的關係是K=n×H。對於平面導體，表面阻抗為：

導體的表面阻抗等於導體的本徵阻抗，表面阻抗的實部和虛部分別稱為表面電阻和表面電抗，即

表面電阻相當於厚度為δ的單位面積（1m2）的片狀導體的直流電阻，見圖。

在高頻傳輸線中，常套用表面電流和表面電阻計算每單位面積的功率損耗，與按導體內的傳導電流計算所得到的結果相同，但方法卻簡便得多。

圖1 表面阻抗