打工人日报#202510016
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电阻抗
在物理学和工程学中，阻抗（Impedance）是一个用于描述电路或系统对交流电（AC）阻碍作用的物理量。它综合了电阻（Resistance）和电抗（Reactance）的效应。
电阻
电阻：对电流的阻碍作用，在直流（DC）和交流电路中都存在。
例如，常见的电阻器就是利用电阻特性来限制电流大小，其数值不随交流电的频率变化而改变。电阻消耗电能并将其转化为热能，符合欧姆定律 V=IR，其中 V 是电阻两端的电压，I 是通过电阻的电流，R 是电阻值。
焦耳定律
焦耳定律的基本公式:
- Q 表示电阻产生的热量，单位是焦耳（J）。
- I 是通过电阻的电流，单位为安培（A）。
- R 为电阻的阻值，单位是欧姆（Ω）。
- t 是电流通过电阻的时间，单位为秒（s）。
- 该公式表明，在电流和电阻一定时，电流通过电阻产生的热量与通电时间成正比；在时间和电阻一定时，产生的热量与电流的平方成正比。例如，在相同时间内，若通过电阻的电流增大为原来的 2 倍，产生的热量将变为原来的 4 倍。
电抗
电抗：仅在交流电路中存在，由电感（Inductance）和电容（Capacitance）引起。
感抗
感抗：由电感产生，电感阻碍电流的变化。当交流电通过电感时，会产生自感电动势来阻碍电流的变化。感抗 XL 与电感量 L 和交流电频率 f 成正比，计算公式为 XL
电感量
电感量 L 是衡量电感器储存磁能能力以及对电流变化阻碍作用的物理量
- 储存磁能：当电流通过电感器时，电感器会产生磁场，将电能转化为磁能储存起来。电感量 L 越大，在相同电流下储存的磁能就越多。磁能 E 的计算公式为 E=21LI2，其中 I 是通过电感器的电流。例如，在一些开关电源电路中，电感利用储存的磁能在电路状态变化时维持电流的稳定。
- 阻碍电流变化：电感器具有阻碍电流变化的特性，这种特性源于电磁感应原理。当通过电感器的电流发生变化时，会在电感器两端产生感应电动势 e，其大小与电感量 L 和电流变化率 dtdi 成正比，即 e=−Ldtdi。负号表示感应电动势的方向总是阻碍电流的变化。例如，在直流电路接通瞬间，电感器会阻碍电流迅速上升；在直流电路断开瞬间，电感器会阻碍电流迅速下降，产生反向电动势。
容抗
容抗：由电容产生，电容在交流电路中会不断充电和放电。容抗 XC 与电容量 C 和交流电频率 f 成反比，计算公式为 XC=1/2πfC1
电容量
电容量 C 是表征电容器储存电荷能力的物理量。在国际单位制中，电容量的单位是法拉（F）
1F=106μF=109nF=1012pF
物理意义
- 储存电荷：电容器由两个相互绝缘且靠近的导体组成。当在电容器两端施加电压时，电容器的两个极板上会分别储存等量的正、负电荷。电容量 C 定义为电容器所带电荷量 Q 与两极板间电势差 U 的比值，即 C=UQ 。这意味着，对于给定的电容器，电容量 C 越大，在相同电压下储存的电荷量就越多。例如，在相机的闪光灯电路中，电容器会在充电过程中储存电荷，当需要闪光时，电容器快速放电，为闪光灯提供瞬间大电流。
- 阻碍电压变化：与电感阻碍电流变化类似，电容具有阻碍电压变化的特性。这是因为电容器储存和释放电荷需要一定时间，导致其两端电压不能瞬间改变。例如，在直流电源刚接入含有电容的电路瞬间，电容相当于短路，随着电容逐渐充电，其两端电压逐渐升高，电路中的电流逐渐减小。
声阻抗
1.定义
声阻抗（Acoustic impedance）是指在声波传播过程中，介质对声波的阻碍作用。它是一个复数，由声阻（Acoustic resistance）和 声抗（Acoustic reactance）组成。在一维平面波的情况下，声阻抗 Zs 定义为作用于某面积上的声压 p 与通过该面积的体积速度 U 的复数比，即 Zs=Up ，单位是瑞利（Rayl）。
2.组成部分
- 声阻：类似于电阻对电流的阻碍，声阻是由于介质的粘滞性、热传导等因素，使声能量在传播过程中转化为其他形式能量（如热能）而产生的对声波的阻碍。声阻消耗声能量，类似于电阻消耗电能。
- 声抗：由介质的惯性（对应于质量抗）和弹性（对应于劲度抗）引起。质量抗阻碍体积速度的变化，就像物体的惯性阻碍其速度变化；劲度抗则与介质的弹性恢复力有关，类似于弹簧的弹性阻碍物体的位移。当声波频率变化时，声抗的值也会改变。例如，在高频时，质量抗起主要作用；在低频时，劲度抗起主要作用。
3.应用
- 超声医学：在超声诊断中，不同组织具有不同的声阻抗。当超声波在人体组织中传播时，遇到声阻抗不同的组织界面，会发生反射和折射。通过分析反射波的特性，可以了解组织的结构和病变情况。例如，结石与周围组织的声阻抗差异较大，在超声图像上会呈现出明显的反射信号，有助于医生诊断结石的存在和位置。
- 声学材料研究：设计吸声材料时，需要考虑材料的声阻抗与周围空气的声阻抗匹配。当材料的声阻抗与空气声阻抗接近时，声波更容易进入材料并被吸收，从而达到良好的吸声效果。这在建筑声学领域，如音乐厅、录音棚的声学设计中非常重要，可以有效减少回声和噪声。
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《杀死一只知更鸟》
第十八章 法庭询问证人
