阻抗谱带-1

      百科 2005-4-23 1:26

阻抗谱带,英文名字叫electronic impedance spectroscopy(EIS),这个中文名字是我自己取的,如果大家知道具体的官方的名字,麻烦告诉我一声哈。不过,完全不用被它吓倒,其实很简单的。听我慢慢道来。

我们首先就从阻抗讲起。

什么是阻抗?阻抗就是用于描述一个电路对于交流电的外界刺激的反应的物理量。好比说“脾气”,就是用于描述我们对于外界环境刺激的反应。只不过,物理学家们把他们喜欢的东西量化了。不过,如果你是个游戏迷,你就会知道为了模拟,我们在winner 11中会把球员的踢球水平量化,ff系列会把战士的攻击力量化,cs就把你的生命力量化。呵呵,就是这样简单。

当然了,我们一般都知道直流电路的反应——电阻。是的,一个简简单单的电阻而已。虽然这样简单一些,但同时,它也就只能提供很有限的信息。你能告诉我里面的电容是多少吗?不能。可是,交流电就能做到。

好,那我们就来构造一个电路,看看它会有什么反应。

我们需要一些基本的元件,这里,我们还是保证简单,所以就只有电容,电阻,电感线圈而已。什么?不私猓磕悄憔偷揭恍┏啥嫉奈蹇槭嗟牡胤铰蛞桓隽娇榍睦龋媚愕氖侄运鲎龉Γ比槐Vざ孔愎淮螅缓竽憔涂梢钥吹秸庑┒鞯某は嗔恕?

基本定义必不可少,其实和电阻差不多。

式中的I表示电流,U表示电压。
值得一提的是,我们是在处理交流电的问题,他们的表达式一般是这样的:

所以我们需要用复数来表示他们。

可以发现,他们都是频率和时间的函数。

OK?好,首先,这里直接给出每种元件的阻抗,这些是定理,不是公理,但由于它们的推导需要微积分的知识,所以略去。当然,如果你是一个狂人,我会给出参考的。


【表格1】



发现什么不同了吗?这些都是复数,而且有一个参量ω,这其实是电源的频率。具体怎么回事暂且不提,我们还有别的东西要学。

就像在我们学习交流电的时候一样,电路元件会通过基本的串联和并联连接到电路中去。如果你对直流电的串并联很熟悉,恭喜你,交流电路阻抗的计算完全遵循相同的规则。

这里给出一个例子。

【图片1】



【计算1】



值得一提的是,我这里的计算使用了mathCAD,计算量小了很多。计算中我使用了complex关键词,所以实部和虚部自动分离并实现了有理化。

好,最后,我们做一个图,为什么要这么做,你看了这个图就明白了。这个图中,我们以电路总的阻抗的实部为横坐标,虚部为纵坐标。

【图片2】

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