Kuidas leida impedantsi

Videot: Kuidas Leida? | Leida Lepik | TEDxTallinnSalon

Sisu

Valem
Sammud
Osa 1 /2: Aktiivsete ja reaktiivsete takistuste arvutamine
Osa 2 /2: Takistuse arvutamine
Näpunäiteid

Impedants ehk impedants viitab vooluahela takistusele vahelduvvoolule. Seda väärtust mõõdetakse oomides. Ahela kogutakistuse arvutamiseks on vaja teada kõigi aktiivsete takistuste (takistite) väärtusi ja kõigi sellesse ahelasse kuuluvate induktiivpoolide ja kondensaatorite takistust ning nende väärtused muutuvad sõltuvalt sellest, kuidas vool läbib vooluringi muutuste kaudu. Impedantsi saab arvutada lihtsa valemi abil.

Valem

Takistus Z = R või X_Lvõi X_C (kui üks asi on olemas)
Täielik takistus (jadaühendus) Z = √ (R + X) (kui on olemas R ja üks tüüp X)
Täielik takistus (jadaühendus) Z = √ (R + (| X_L - X_C|)) (kui R, X_L, X_C)
Täielik takistus (mis tahes ühendus) = R + jX (j on kujuteldav arv √ (-1))
Takistus R = I / ΔV
Induktiivne takistus X_L = 2πƒL = ωL
Mahtuvuslik takistus X_C = / _2πƒL = / _ωL

Sammud

Osa 1 /2: Aktiivsete ja reaktiivsete takistuste arvutamine

1 Takistust tähistab sümbol Z ja seda mõõdetakse oomides (oomides). Saate mõõta elektriahela või üksiku elemendi takistust. Impedants iseloomustab vooluahela vastupidavust vahelduvvoolule. Takistust soodustavad kahte tüüpi vastupanu:
- Aktiivne takistus (R) sõltub elemendi materjalist ja kujust. Takistitel on suurim aktiivtakistus, kuid ka teistel vooluahela elementidel on madal aktiivtakistus.
- Reaktsioonitakistus (X) sõltub elektromagnetvälja suurusest. Kõrgeim reaktsioonivõime omab induktiivpoolid ja kondensaatorid.
2 Vastupanu on Ohmi seaduses kirjeldatud füüsikaline põhisuurus: ΔV = I * R. See valem võimaldab teil arvutada mis tahes kolmest kogusest, kui teate ülejäänud kahte. Näiteks takistuse arvutamiseks kirjutage valem ümber järgmiselt: R = I / ΔV. Vastupidavust saate mõõta ka multimeetriga.
- ΔV on pinge (potentsiaalide erinevus), mõõdetuna voltides (V).
- I on voolutugevus, mõõdetuna amprites (A).
- R on takistus, mõõdetuna oomides (oomides).
3 Reaktiivtakistus esineb ainult vahelduvvooluahelates. Nagu takistust, mõõdetakse ka reaktsioonivõimet oomides (oomides). Reaktsioonivõimet on kahte tüüpi:
- Induktiivne takistus X_C on induktiivpoolid, mis loovad magnetvälja, mis takistab vooluahela voolu suuna muutumist. Mida kiiremini voolu suund muutub, seda suurem on induktiivne reaktsioon.
- Mahtuvus X_C on kondensaatorid, mis hoiavad elektrilaengut. Kui vooluahela vooluahel muutub, nullib kondensaator korduvalt ja kogub elektrilaengu. Mida kauem kondensaator laeb, seda suurem on mahtuvuslik takistus.Seega, mida kiiremini muutub voolu suund, seda väiksem on mahtuvuslik takistus.
4 Arvutage induktiivne reaktsioonivõime. See takistus on otseselt proportsionaalne kiirusega, millega voolu suund muutub, see tähendab voolu sagedusega. Seda sagedust tähistab sümbol ƒ ja seda mõõdetakse hertsides (Hz). Induktiivse reaktsioonivõime arvutamise valem: X_L = 2πƒLkus L on induktiivsus, mõõdetuna henry (H).
- Induktiivsus L sõltub induktiivpooli keerdude arvust. Samuti saate mõõta induktiivsust.
- Kui olete ühikuringiga tuttav, siis kujutage ette, et üks vahelduvvoolu tsükkel võrdub selle ringi ühe täieliku pöörlemisega (2π radiaani võrra). Kui korrutada see väärtus ƒ -ga, mida mõõdetakse hertsides (ühikud sekundis), saate tulemuse, mõõdetuna radiaanides sekundis. See on nurkkiiruse mõõtühik ja seda tähistab ω. Induktiivse reaktsioonivõime arvutamiseks saate valemi ümber kirjutada järgmiselt: X_L= ωL
5 Arvutage mahtuvus. See takistus on pöördvõrdeline kiirusega, millega voolu suund muutub, see tähendab voolu sagedusega. Mahtuvuse arvutamise valem: X_C = / _{2 ƒC}... C on kondensaatori mahtuvus, mõõdetuna farades (F).
- Saate mõõta elektrilist mahtuvust.
- Selle valemi saab ümber kirjutada järgmiselt: X_C = / _ωL (vt ülaltoodud selgitusi).

Osa 2 /2: Takistuse arvutamine

1 Kui ahel koosneb ainult takistitest, arvutatakse takistus järgmiselt. Mõõtke kõigepealt iga takisti takistus või vaadake vooluahela takistuse väärtusi.
- Kui takistid on ühendatud järjestikku, siis on takistus R = R₁ + R₂ + R₃...
- Kui takistid on ühendatud paralleelselt, siis takistus R = / _R₁ + / _R₂ + / _R₃ ...
2 Lisage samad reaktsioonivõimed. Kui vooluahel sisaldab ainult induktiivpoole või ainult kondensaatoreid, on takistus võrdne reaktsioonide summaga. Arvutage see järgmiselt:
- Rullide seeriaühendus: X_kokku = X_L1 + X_L2 + ...
- Kondensaatorite jadaühendus: C_kokku = X_C1 + X_C2 + ...
- Rullide paralleelühendus: X_kokku = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
- Kondensaatorite paralleelühendus: C_kokku = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)
3 Kogu reaktsioonivõime saamiseks lahutage induktiivne ja mahtuvuslik reaktsioonivõime. Kuna ühe tüüpi vastupanu suurenemisega väheneb teine, kompenseerivad need reeglina üksteist. Kogu reaktsioonivõime leidmiseks lahutage väiksemast takistus suuremast.
- Või kasutage valemit: X_kokku = | X_C - X_L|
4 Arvutage jadaahela takistus ja reaktants. Te ei saa neid väärtusi lihtsalt lisada, kuna need muutuvad aja jooksul, kuid saavutavad oma maksimaalsed väärtused eri aegadel. Seetõttu kasutage valemit:Z = √ (R + X).
- Selle valemiga arvutused hõlmavad vektorite kasutamist, kuid võite kasutada Pythagorase teoreemi, esitades R ja X täisnurkse kolmnurga jaladena ning takistust Z hüpotenuusina.
5 Arvutage paralleelse ahela takistus ja reaktants. Sel juhul kasutatakse kompleksarvusid (see on ainus viis impedantsi arvutamiseks paralleelses ahelas, millel on nii takistus kui ka reaktsioonivõime).
- Z = R + jX, kus j on kujuteldav ühik: √ (-1). Kasutage i asemel i, et mitte segi ajada kujuteldavat ühikut (j) voolutugevusega (I).
- Neid numbreid ei saa lisada. Näiteks võib takistust esitada kui 60 oomi + j120 oomi.
- Kui teil on kaks järjestikust ahelat, saate lisada looduslikud numbrid eraldi ja keerulised eraldi. Näiteks kui Z₁ = 60 oomi + j120 oomi ja selle vooluahelaga on järjestikku ühendatud Z -ga takisti₂ = 20Ω, siis Z_kokku = 80Ω + j120Ω.