Ako zistiť impedanciu

Obsah

Vzorec
Kroky
Časť 1 z 2: Výpočet aktívnej a reaktívnej impedancie
Časť 2 z 2: Výpočet impedancie
Tipy

Impedancia alebo impedancia sa týka odporu obvodu voči striedavému elektrickému prúdu. Táto hodnota sa meria v ohmoch. Na výpočet celkového odporu obvodu je potrebné poznať hodnoty všetkých aktívnych odporov (odporov) a impedanciu všetkých induktorov a kondenzátorov zahrnutých v tomto obvode a ich hodnoty sa menia v závislosti od toho, ako prechádza prúd cez zmeny obvodu. Impedanciu je možné vypočítať pomocou jednoduchého vzorca.

Vzorec

Impedancia Z = R. alebo X_Lalebo X_C. (ak je prítomná jedna vec)
Celkový odpor (sériové pripojenie) Z = √ (R + X) (ak je prítomný R a jeden typ X)
Celkový odpor (sériové pripojenie) Z = √ (R + (| X_L - X_C.|)) (ak R, X_L, X_C.)
Celkový odpor (akékoľvek spojenie) = R + jX (j je imaginárne číslo √ (-1))
Odpor R = I / ΔV
Indukčný odpor X_L = 2πƒL = ωL
Kapacitný odpor X_C. = / _2πƒL = / _ωL

Kroky

Časť 1 z 2: Výpočet aktívnej a reaktívnej impedancie

1 Impedancia je označená symbolom Z a meria sa v ohmoch (ohmoch). Môžete merať impedanciu elektrického obvodu alebo jednotlivého prvku. Impedancia charakterizuje odpor obvodu voči striedavému elektrickému prúdu. K impedancii prispievajú dva druhy odporu:
- Aktívny odpor (R) závisí od materiálu a tvaru prvku. Rezistory majú najvyšší aktívny odpor, ale ostatné prvky obvodu majú tiež nízky aktívny odpor.
- Reaktívny odpor (X) závisí od veľkosti elektromagnetického poľa. Má najvyššiu reaktanciu induktory a kondenzátory.
2 Odpor je základná fyzikálna veličina opísaná Ohmovým zákonom: ΔV = I * R. Tento vzorec vám umožní vypočítať ktorékoľvek z troch veličín, ak poznáte ďalšie dve. Napríklad na výpočet odporu prepíšte vzorec takto: R = I / ΔV. Odpor môžete merať aj multimetrom.
- ΔV je napätie (rozdiel potenciálov) merané vo voltoch (V).
- I je aktuálna sila, meraná v ampéroch (A).
- R je odpor meraný v ohmoch (ohmoch).
3 Reaktívny odpor sa vyskytuje iba v striedavých obvodoch. Rovnako ako odpor, reaktancia sa meria v ohmoch (ohmoch). Existujú dva typy reaktantov:
- Indukčný odpor X_C. majú induktory, ktoré vytvárajú magnetické pole, ktoré zabraňuje zmene smeru prúdu v obvode. Čím rýchlejšie sa zmení smer prúdu, tým väčšia je indukčná reaktancia.
- Kapacita X_C. majú kondenzátory, ktoré uchovávajú elektrický náboj. Keď sa zmení smer prúdu v obvode, kondenzátor sa opakovane vynuluje a nahromadí elektrický náboj. Čím dlhšie sa kondenzátor nabíja, tým väčší je kapacitný odpor.Preto čím rýchlejšie sa zmení smer prúdu, tým nižší je kapacitný odpor.
4 Vypočítajte indukčnú reaktanciu. Tento odpor je priamo úmerný rýchlosti, ktorou sa mení smer prúdu, to znamená frekvencii prúdu. Táto frekvencia je označená symbolom ƒ a meria sa v hertzoch (Hz). Vzorec na výpočet indukčnej reaktancie: X_L = 2πƒLkde L je indukčnosť meraná v Henryho (H).
- Indukčnosť L závisí od počtu závitov v induktore. Môžete tiež zmerať indukčnosť.
- Ak ste oboznámení s jednotkovým kruhom, predstavte si, že jeden cyklus striedavého prúdu sa rovná jednému úplnému otočeniu tohto kruhu (o 2π radiánov). Ak túto hodnotu vynásobíte ƒ, ktorá sa meria v hertzoch (jednotky za sekundu), dostanete výsledok meraný v radiánoch za sekundu. Je to merná jednotka uhlovej rýchlosti a označuje sa ω. Vzorec na výpočet indukčnej reaktancie môžete prepísať takto: X_L= ωL
5 Vypočítajte kapacitu. Tento odpor je nepriamo úmerný rýchlosti, ktorou sa mení smer prúdu, to znamená frekvencii prúdu. Vzorec na výpočet kapacity: X_C. = / _2πƒC... C je kapacita kondenzátora meraná vo faradách (F).
- Môžete merať elektrickú kapacitu.
- Tento vzorec je možné prepísať nasledovne: X_C. = / _ωL (pozri vysvetlivky vyššie).

Časť 2 z 2: Výpočet impedancie

1 Ak obvod pozostáva výlučne z odporov, potom sa impedancia vypočíta nasledovne. Najprv zmerajte odpor každého rezistora alebo si pozrite hodnoty odporu v schéme zapojenia.
- Ak sú odpory zapojené do série, potom impedancia R = R₁ + R.₂ + R.₃...
- Ak sú odpory zapojené paralelne, potom impedancia R = / _R.₁ + / _R.₂ + / _R.₃ ...
2 Sčítajte rovnaké reaktanty. Ak obvod obsahuje výlučne induktory alebo výlučne kondenzátory, impedancia sa rovná súčtu reaktancií. Vypočítajte to takto:
- Sériové zapojenie cievok: X_Celkom = X_L1 + X_L2 + ...
- Sériové zapojenie kondenzátorov: C_Celkom = X_C1 + X_C2 + ...
- Paralelné zapojenie cievok: X_Celkom = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
- Paralelné zapojenie kondenzátorov: C_Celkom = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)
3 Odčítajte indukčné a kapacitné reaktancie, aby ste získali celkovú reaktanciu. Pretože so zvýšením jedného druhu odporu druhý klesá, spravidla sa navzájom kompenzujú. Ak chcete zistiť celkovú reaktanciu, odpočítajte nižší odpor od väčšieho.
- Alebo použite vzorec: X_Celkom = | X_C. - X_L|
4 Vypočítajte impedanciu a reaktanciu v sériovom obvode. Tieto hodnoty nemôžete len pridať, pretože sa v priebehu času menia, ale môžu dosiahnuť svoje maximálne hodnoty v rôznych časoch. Preto použite vzorec:Z = √ (R + X).
- Výpočty s týmto vzorcom zahrnujú použitie vektorov, ale môžete použiť Pytagorovu vetu tak, že R a X predstavíte ako nohy pravouhlého trojuholníka a odpor Z ako preponu.
5 Vypočítajte impedanciu a reaktanciu v paralelnom obvode. V tomto prípade sa používajú komplexné čísla (toto je jediný spôsob, ako vypočítať impedanciu v paralelnom obvode, ktorý má odpor aj reaktanciu).
- Z = R + jX, kde j je imaginárna jednotka: √ (-1). Použite j namiesto i, aby ste sa vyhli zámene imaginárnej jednotky (j) s prúdom (I).
- Tieto čísla nemôžete pridať. Napríklad impedancia môže byť reprezentovaná ako 60 ohmov + j 120 ohmov.
- Ak máte dva po sebe idúce reťazce, môžete zvlášť sčítať prirodzené čísla a komplexné. Ak napríklad Z₁ = 60 Ohm + j120 Ohm, a do tohto obvodu je sériovo zapojený odpor so Z₂ = 20Ω, potom Z_Celkom = 80Ω + j120Ω.