gtemata.com

Cum se calculează impedanța

Impedanța reprezintă forța opusă a unui circuit în trecerea energiei electrice alternante și este măsurată în ohmi. Pentru ao calcula, trebuie să cunoașteți valoarea tuturor rezistoarelor și impedanța tuturor inductorilor și condensatoarelor care se opun rezistenței variabile la debitul curent pe baza modului în care se schimbă. Puteți calcula impedanța datorită unei simple formulări matematice.

Rezumatul formulei

  1. Impedanța Z = R sau XLsau XC(dacă există doar una).
  2. Impedanta pentru i numai circuitele în serie Z = √ (R2 + X2) (dacă R și un tip de X sunt prezente).
  3. Impedanta pentru i numai circuitele în serie Z = √ (R2 + (| XL - XC|)2) (dacă R, XL și XC toți sunt prezenți).
  4. impedanță în orice tip de circuit = R + jX (j este numărul imaginar √ (-1)).
  5. Rezistența R = I / ΔV.
  6. Inductorul reactorului XL = 2πƒL = ωL.
  7. Reactorul capacitiv XC = 1 / 2πƒL = 1 / ωL.

paşi

Partea 1

Calculați rezistența și reacția
1
Definiți impedanța. Impedanța este reprezentată de litera Z și este măsurată în ohmi (Ω). Puteți măsura impedanța fiecărui circuit electric sau a componentei. Rezultatul vă arată cât de mult circuitul se opune trecerii electronilor (adică curentului). Există două efecte diferite care încetinesc fluxul de curent și ambele contribuie la impedanță:
  • Rezistența (R) este determinată de forma și materialul componentelor. Acest efect este mai vizibil cu i rezistențe, dar toate elementele unui circuit au o mică rezistență.
  • Reactanța (X) este determinată de câmpuri magnetice și electrice care se opun schimbărilor de curent sau de tensiune. Este mai vizibil în condensatoare și inductoare.
  • 2
    Revedeți conceptul de rezistență. Este o parte fundamentală a studiului energiei electrice. Veți întâlni adesea în ea Legea lui Ohm: ΔV = I * R. Această ecuație vă permite să calculați oricare dintre cele trei valori prin cunoașterea celorlalte două. De exemplu, pentru a calcula rezistența, puteți reformula ecuația în funcție de termeni R = I / ΔV. Puteți, de asemenea măsurați rezistența datorită unui multimetru.
  • ΔV reprezintă tensiunea curentului, măsurată în volți (V). Se mai numeste diferenta potential.
  • I este intensitatea curentului și este măsurată în amperi (A).
  • R este rezistența și este măsurată în ohmi (Ω).
  • 3
    Știți ce fel de reactanță trebuie să calculați. Acest lucru este prezent numai în circuitele de curent alternativ. La fel ca rezistența, se măsoară în ohmi (Ω). Există două tipuri de reactanță care se găsesc în diferite componente electrice:
  • Inductive reactance XL este generat de inductoare, numite și bobine. Aceste componente creează un câmp magnetic care se opune modificărilor direcționale ale curentului alternativ. Cu cât sunt mai rapide schimbările direcționale, cu atât este mai mare reactanța inductivă.
  • Rezistență capacitivă XC este produsă de condensatori care rețin o încărcătură electrică. Când curentul alternativ se deplasează printr-un circuit și schimbă direcția, condensatorul se va încărca și se va descărca în mod repetat. Cu cât mai mult trebuie încărcat condensatorul, cu atât mai mult se opune fluxului de curent. Din acest motiv, modificările direcționale sunt mai rapide, iar reactanța capacitivă este mai mică.
  • 4
    Calculați reactanța inductivă. Așa cum este descris mai sus, aceasta crește atunci când viteza schimbărilor de direcție crește sau frecvență a circuitului. Frecvența este reprezentată de simbolul ƒ și este măsurată în hertz (Hz). Formula completă pentru calcularea reactanței inductive este: XL = 2πƒL, unde L esteinductanță măsurată la henry (H).
  • Inductanța L depinde de caracteristicile inductorului, ca și de numărul de viraje. Este posibil și ea măsurați inductanța într-un mod direct.
  • Dacă puteți raționa în termeni de cerc unic, imaginați-vă curentul alternativ ca circumferință a cărei rotație completă este egală cu 2π radiani. Dacă multiplicați această valoare cu frecvența ƒ măsurată în hertz (unități pe secundă) obțineți rezultatul în radiani pe secundă. Aceasta este viteză unghiulară a circuitului și este indicat cu omega omega ω. De asemenea, puteți găsi formula de reactanță inductivă exprimată ca XL= ΩL.
  • 5
    Calculați reactanța capacitivă. Formula sa este destul de similară cu cea a reactanței inductive, cu excepția faptului că este capacitivă invers proporțional cu frecvența. Formula este: XC = 1 / 2πƒC. C este capacitatea sau capacitatea condensatorului măsurată în farad (F).
  • Puteti măsurați capacitatea electrică cu un multimetru și un calcul simplu.
  • După cum sa explicat mai sus, poate fi exprimat ca 1 / ωL.

    • Partea 2

    Calculați impedanța totală

    1
    Adăugați unul la altul toate rezistențele aceluiași circuit. Calculul impedanței totale nu este dificil, dacă circuitul are rezistențe diferite, dar fără inductor sau condensator. Mai întâi, măsurați rezistența fiecărui rezistor (sau a componentei care rezistă unei rezistențe) sau consultați schema de circuite pentru a cunoaște aceste valori indicate în ohmi (Ω). Continuați cu calculul, luând în considerare modul în care sunt conectate elementele:
    • În cazul în care rezistoarele sunt în serie (conectate de-a lungul unui singur fir în funcție de ordinea cap-la-coadă), atunci puteți adăuga rezistențele unul la celălalt. În acest caz, rezistența totală a circuitului este R = R1 + R2 + R3...
    • În cazul în care rezistoarele sunt în paralel (fiecare este conectat cu sârmă proprie la același circuit), atunci este necesar să se adauge reciproc de rezistențe. Rezistența totală este egală cu R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 ...
  • 2
    Adăugați reactoare similare ale circuitului. Dacă există doar inductoare sau condensatoare, impedanța este egală cu reactanța totală. Pentru a calcula:
  • Dacă inductorii sunt în serie: Xtotal = XL1 + XL2 + ...
  • Dacă condensatoarele sunt în serie:total = XC1 + XC2 + ...
  • Dacă inductorii sunt în paralel: Xtotal = 1 / (1 / XL1 + 1 / XL2 ...)
  • Dacă condensatoarele sunt în paralel:total = 1 / (1 / XC1 + 1 / XC2 ...)
  • 3
    Scoateți reactanța inductivă și capacitivă pentru a obține cea totală. Deoarece acestea sunt invers proporționale, ele tind să se anuleze reciproc. Pentru a găsi reactanța totală, scade valoarea mai mică din cea mai mare.
  • Veți obține același rezultat din formula: Xtotal = | XC - XL|.
  • 4
    Calculați impedanța din rezistență și reactanță conectată în serie. În acest caz, nu puteți trece la o sumă simplă, deoarece cele două valori sunt "din fază". Aceasta înseamnă că ambele valori se modifică în funcție de timp pe baza ciclului de curent alternativ, dar ajung la vârfurile respective la momente diferite. Din fericire, dacă toate elementele sunt în serie (conectate prin același fir), puteți utiliza formula simplă Z = √ (R2 + X2).
  • Conceptul matematic care stă la baza ecuației prevede utilizarea lui "fazorului", dar le puteți deduce de asemenea geometric. Puteți reprezenta cele două componente R și X ca catetere ale unui triunghi în unghi drept și impedanța Z ca ipotentă.
  • 5
    Calculați impedanța cu rezistența și reactanța în paralel. Aceasta este formula generală pentru exprimarea impedanței, dar asigură cunoașterea numerelor complexe. Aceasta este și singura modalitate de a calcula impedanța totală a unui circuit paralel care oferă rezistență și reactanță.
  • Z = R + jX, unde j este numărul imaginar: √ (-1). Utilizăm j în loc de i pentru a evita confuzia cu intensitatea curentului (I).
  • Nu puteți combina cele două numere împreună. De exemplu, o impedanță trebuie exprimată ca 60Ω + j120Ω.
  • Dacă aveți două circuite ca aceasta, dar în serie, puteți adăuga componentul imaginar la componenta reală separat. De exemplu, dacă Z1 = 60Ω + j120Ω și este în serie cu un rezistor cu Z2 = 20Ω, apoi Ztotal = 80Ω + j120Ω.

    • Sfaturi

    • Impedanța totală (rezistență și reactanță) poate fi exprimată cu un număr complex.
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit