Calculați impedanța

Impedanța este rezistența unui circuit pentru a modifica intensitatea curentului electric (curent alternativ). Se măsoară în ohmi. Pentru a calcula impedanța trebuie să știți valoarea tuturor rezistențe și cunosc impedanța tuturor bobine și condensatori, care oferă diferite grade de rezistență la curgerea, în funcție de modul în care schimbările actuale. Puteți calcula impedanța folosind o formulă matematică simplă.

conținut

Formularul de formulare
Pași
Partea 1calcularea reactanței de rezistență
Partea 2calcularea impedanței totale
Sfaturi

Formularul de formulare

Impedanța Z = R sau X_Lsau X_C(numai dacă este prezent)
impedanță în serie Z = √ (R² + X²) (dacă ambele R și un tip X sunt prezente)
impedanță în serie Z = √ (R² + (| X_L - X_C|)²) (dacă R, X_L și X_C sunt toate prezente)
impedanță în fiecare circuit = R + jX (j este numărul imaginar √ (-1))
Rezistența R = ΔV / I
Inductive reactance X_L = 2πƒL = ωL
Rezistență capacitivă X_C = ¹ / _2πƒC = ¹ / _ωC

pași

Partea 1
Calcularea reactanței de rezistență

Imaginea intitulată Calculați impedanța Pasul 1

Definește impedanța. Impedanța este reprezentată de simbolul Z și măsurată în Ohm (Ω). Puteți măsura impedanța fiecărui circuit sau componentă electronică. Rezultatul indică măsura în care circuitul rezistă fluxului de electroni (curent electric). Există două efecte diferite care încetinesc curentul, ambele contribuind la impedanță:

Rezistența (R) este întârzierea curentului datorită efectelor materialului și formei componentei. Acest efect este cel mai mare rezistențe, dar cel puțin unele componente au un pic de rezistență.
Reacția (rezistența aparentă) (X) este întârzierea curentului datorită câmpurilor electrice și magnetice care contracară modificările curentului sau ale tensiunii. Acest lucru este cel mai important pentru condensatoare și spălare.

Imaginea intitulată Calculate Impedance Step 2

Știți care este rezistența. Rezistența este un concept fundamental în studiul energiei electrice. Cel mai des întâlniți acest lucru la Legea lui Ohm: ΔV = I * R. Cu această ecuație puteți calcula fiecare dintre aceste valori dacă cunoașteți celelalte două. De exemplu, pentru a calcula rezistența, scrieți formula ca R = ΔV / I. De asemenea, puteți utiliza funcția măsurați rezistența folosind un multimetru.

ΔV este tensiunea, măsurată în volți (V). Se mai numește și diferența de potențial.

I este curentul măsurat în amperi (A).

R este rezistența măsurată în ohmi (Ω).

Imaginea intitulată Calculate Impedance Pasul 3

Aflați ce tip de reactanță trebuie să calculați. Reacția apare numai în circuitele de curent alternativ (curent alternativ). Ca rezistența, se măsoară în ohmi (Ω). Există două tipuri de reactanță care apar în diferite componente electrice:

Inductive reactance X_L este produsă prin spălare, numită și inductor sau reactor. Aceste componente creează un câmp magnetic care contractează modificările direcționale într-un circuit de curent alternativ. Cu cât direcția se schimbă mai repede, cu atât este mai mare reactanța inductivă.

Rezistență capacitivă X_C este produsă de condensatori, care stochează o încărcătură electrică. Schimbând direcția curentului într-un circuit de curent alternativ, condensatorul se încarcă și se descarcă în mod repetat. Cu cât mai mult timp trebuie să se încarce condensatorul, cu atât mai mult va contracara curentul. De aceea, cu cât direcția se schimbă mai rapid, cu atât este mai mică reactanța capacitivă.

Imaginea intitulată Calculate Impedance Pasul 4

Calculați reactanța inductivă. Așa cum este descris mai sus, reactanța inductivă crește cu viteza de schimbare în direcția curentului sau a frecvență din circuit. Această frecvență este reprezentată de simbolul ƒ și este măsurată în Hertz (Hz). Formula completă pentru calculul reactanței inductive este X_L = 2πƒL, unde L este inductanță este (reactanță inductivă), măsurată în Henry (H).

Inductanța L depinde de caracteristicile bobinei, cum ar fi numărul de viraje. De asemenea, este posibilă măsurarea indirectă a inductanței.

Dacă sunteți familiarizat cu cercul unității, imaginați-vă un curent AC în acest cerc, unde o revoluție completă a radianelor 2π este un ciclu. Dacă multiplicați acest lucru cu ƒ, măsurat în Hertz (unități pe secundă), obțineți un rezultat în radiani pe secundă. Aceasta este viteză unghiulară din circuit, și pot fi scrise ca fiind cazul omega ω ω. V-ați întâlnit cu formula pentru reactanță inductivă, scrisă ca X_L= ωL

Imaginea intitulată Calculate Impedance Step 5

Calculați reactanța capacitivă. Această formulă este similară formulei pentru reactanța inductivă, cu excepția reactanței capacitive viceversa este proporțională cu frecvența. Rezistență capacitivă X_C = ¹ / _2πƒC. C este capacitatea (reactanța capacitivă) a condensatorului, măsurată în Farad (F).

Puteți măsura capacitatea utilizând un multimetru și unele calcule simple.

După cum sa explicat mai sus, aceasta poate fi scrisă ca ¹ / _ωC.

Partea 2
Calcularea impedanței totale

Imaginea intitulată Calculate Impedance Step 6

Adăugați rezistențe în același circuit. Impedanța totală poate fi calculată cu ușurință dacă circuitul are rezistențe diferite, dar nu există inductori sau condensatori. Mai întâi măsurați rezistența pe fiecare rezistență (sau o componentă cu rezistență) sau vizualizați circuitul rezistorului etichetat în ohmi (Ω). Combinați-le în timp ce piesele sunt conectate:

Rezistoarele în serie (conectate în spatele celuilalt de-a lungul unui fir) pot fi adăugate împreună. Rezistența totală R = R₁ + R₂ + R₃...
Rezistențele conectate paralel (fiecare pe un fir diferit conectat la același circuit) sunt adăugate ca valori reciproce. Pentru rezistența totală R, rezolvați următoarea ecuație: ¹/_R = ¹ / _R₁ + ¹ / _R₂ + ¹ / _R₃ ...

Imaginea intitulată Calculate Impedance Pasul 7

Adăugați valori similare ale reactanței în același circuit. Dacă există numai bobine în circuit sau numai condensatoare, impedanța totală este aceeași cu reactanța totală. Calculați după cum urmează:

Clătire în serie: X_total = X_L1 + X_L2 + ...

Condensatoare în serie: C_total = X_C1 + X_C2 + ...

Spațiu paralel: X_total = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)

Condensatori paralele: C_total = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)

Imaginea intitulată Calculate Impedance Step 8

Scăderea reactanței inductive și capacitive între ele pentru reactanță totală. Deoarece unul dintre aceste efecte crește odată cu scăderea celorlalte, ele tind să se anuleze. Pentru a găsi efectul total, scade cele mai mici din cele mai mari.

Obțineți același rezultat cu formula X_total = | X_C - X_L|

Imaginea intitulată Calculate Impedance Pasul 9

Calculați impedanța de rezistență și reactanță într-o conexiune de serie. Puteți adăuga pur și simplu împreună aceste două valori "din fază." Aceasta înseamnă că ambele valori se schimbă în timp ca parte a ciclului AC, dar sunt de vârf la momente diferite. Din fericire, dacă toate componentele sunt conectate în serie (de exemplu, dacă există un singur fir), putem folosi următoarea formulă simplă: Z = √ (R² + X²).

Matematica din spatele acestei formule implică utilizarea "fasors"dar este probabil cunoscută și ea din geometrie. Se pare că putem reprezenta cele două componente R și X ca picioarele unui triunghi drept, cu impedanța Z ca ipotentă.

Imaginea intitulată Calculați impedanța Pasul 10

Calculați impedanța rezistenței și a reactanței într-un circuit paralel. Acesta este, de fapt, modul general de exprimare a impedanței, dar necesită o bună înțelegere a numerelor complexe. Aceasta este singura modalitate de a calcula impedanța totală a unui circuit paralel, care include rezistență și reactanță.

Z = R + jX, unde j este componenta imaginară: √ (-1). Utilizați j în loc de i pentru a evita confuzia cu capitala I pentru putere.

Nu puteți combina cele două numere. De exemplu, impedanța poate fi exprimată ca 60 Ω + j120 Ω.

Dacă ați conectat două dintre aceste circuite în serie, puteți adăuga componentele reale și imaginare separat. De exemplu, Z₁ = 60 Ω + j120 Ω conectate în serie cu un rezistor cu Z₂ = 20 Ω, apoi Z_total = 80 Ω + j120 Ω.