Как да намерите импеданс

Съдържание

Формула
Стъпки
Част 1 от 2: Изчисляване на активни и реактивни импеданси
Част 2 от 2: Изчисляване на импеданса
Съвети

Импеданс, или импеданс, се отнася до съпротивлението на верига към променлив електрически ток. Тази стойност се измерва в ома. За да се изчисли общото съпротивление на верига, е необходимо да се знаят стойностите на всички активни съпротивления (резистори) и импедансът на всички индуктори и кондензатори, включени в тази схема, и техните стойности се променят в зависимост от това как преминава токът чрез смяна на веригата. Импедансът може да се изчисли по проста формула.

Формула

Импеданс Z = R или х_Lили х_{° С} (ако има едно нещо)
Общо съпротивление (серийна връзка) Z = √ (R + X) (ако присъстват R и един тип X)
Общо съпротивление (серийна връзка) Z = √ (R + (| X_L - Х_{° С}|)) (ако R, X_L, Х_{° С})
Общо съпротивление (всяка връзка) = R + jX (j е въображаемото число √ (-1))
Съпротивление R = I / ΔV
Индуктивно съпротивление X_L = 2πƒL = ωL
Капацитивно съпротивление X_{° С} = / _2πƒL = / _ωL

Стъпки

Част 1 от 2: Изчисляване на активни и реактивни импеданси

1 Импедансът се обозначава със символа Z и се измерва в ома (ома). Можете да измерите импеданса на електрическа верига или отделен елемент. Импедансът характеризира съпротивлението на верига към променлив електрически ток. Има два вида съпротивление, които допринасят за импеданса:
- Активното съпротивление (R) зависи от материала и формата на елемента. Резисторите имат най -високо активно съпротивление, но други елементи на веригата също имат ниско активно съпротивление.
- Реактивното съпротивление (X) зависи от величината на електромагнитното поле. Най -високата реактивност има индуктори и кондензатори.
2 Съпротивлението е фундаментална физическа величина, описана от закона на Ом: ΔV = I * R. Тази формула ще ви позволи да изчислите някое от трите количества, ако познавате другите две. Например, за да се изчисли съпротивлението, препишете формулата, както следва: R = I / ΔV. Можете също така да измерите съпротивлението с мултицет.
- ΔV е напрежението (потенциална разлика), измерено във волта (V).
- I е силата на тока, измерена в ампери (A).
- R е съпротивлението, измерено в ома (ома).
3 Реактивното съпротивление възниква само в променливотокови вериги. Подобно на съпротивлението, реактивното съпротивление се измерва в ома (ома). Има два вида реактивност:
- Индуктивно съпротивление X_{° С} имат индуктори, които създават магнитно поле, което предотвратява промяната в посоката на тока във веригата. Колкото по -бързо се променя посоката на тока, толкова по -голямо е индуктивното съпротивление.
- Капацитет X_{° С} имат кондензатори, които съхраняват електрически заряд. Когато посоката на тока във веригата се промени, кондензаторът многократно се нулира и натрупва електрически заряд. Колкото по -дълго се зарежда кондензаторът, толкова по -голямо е капацитивното съпротивление.Следователно, колкото по -бързо се променя посоката на тока, толкова по -ниско е капацитивното съпротивление.
4 Изчислете индуктивното съпротивление. Това съпротивление е правопропорционално на скоростта, с която се променя посоката на тока, тоест честотата на тока. Тази честота е обозначена със символа ƒ и се измерва в херци (Hz). Формула за изчисляване на индуктивно съпротивление: х_L = 2πƒLкъдето L е индуктивността, измерена в хенри (H).
- Индуктивността L зависи от броя на завъртанията в индуктора. Можете също така да измерите индуктивността.
- Ако сте запознати с единичния кръг, тогава си представете, че един цикъл на променлив ток е равен на едно пълно завъртане на този кръг (с 2π радиани). Ако умножите тази стойност с ƒ, която се измерва в херци (единици в секунда), получавате резултата, измерен в радиани в секунда. Това е мерна единица за ъглова скорост и се обозначава с ω. Можете да пренапишете формулата, за да изчислите индуктивното съпротивление по следния начин: X_L= ωL
5 Изчислете капацитета. Това съпротивление е обратно пропорционално на скоростта, с която се променя посоката на тока, тоест честотата на тока. Формула за изчисляване на капацитета: х_{° С} = / _2πƒC... C е капацитетът на кондензатор, измерен в фаради (F).
- Можете да измервате електрическия капацитет.
- Тази формула може да бъде пренаписана, както следва: X_{° С} = / _ωL (вижте обясненията по -горе).

Част 2 от 2: Изчисляване на импеданса

1 Ако веригата се състои само от резистори, тогава импедансът се изчислява, както следва. Първо измерете съпротивлението на всеки резистор или вижте стойностите на съпротивлението на електрическата схема.
- Ако резисторите са свързани последователно, тогава импедансът R = R₁ + R₂ + R₃...
- Ако резисторите са свързани паралелно, тогава импедансът R = / _R₁ + / _R₂ + / _R₃ ...
2 Добавете същите реагенти. Ако веригата съдържа само индуктори или изключително кондензатори, тогава импедансът е равен на сумата от реактивните съпротивления. Изчислете го така:
- Серийно свързване на бобини: X_{обща сума} = X_L1 + X_L2 + ...
- Серийно свързване на кондензатори: C_{обща сума} = X_C1 + X_C2 + ...
- Паралелно свързване на бобини: X_{обща сума} = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
- Паралелно свързване на кондензатори: C_{обща сума} = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)
3 Извадете индуктивните и капацитивните реакции, за да получите общото реактивно съпротивление. Тъй като с увеличаване на един вид съпротива, другият намалява, те, като правило, се компенсират взаимно. За да намерите общото съпротивление, извадете по -ниското съпротивление от по -голямото.
- Или използвайте формулата: X_{обща сума} = | X_{° С} - Х_L|
4 Изчислете импеданса и съпротивлението в последователната верига. Не можете просто да добавите тези стойности, тъй като те се променят с течение на времето, но достигат максималните си стойности по различно време. Затова използвайте формулата:Z = √ (R + X).
- Изчисленията с тази формула включват използването на вектори, но можете да използвате Питагоровата теорема, като представите R и X като катети на правоъгълен триъгълник, а съпротивлението Z като хипотенуза.
5 Изчислете импеданса и съпротивлението в паралелната верига. В този случай се използват комплексни числа (това е единственият начин да се изчисли импедансът в паралелна верига, която има едновременно съпротивление и реактивно съпротивление).
- Z = R + jX, където j е въображаемата единица: √ (-1). Използвайте j вместо i, за да избегнете объркването на въображаема единица (j) с ампераж (I).
- Не можете да добавите тези числа. Например, импедансът може да бъде представен като 60 ома + j120 ома.
- Ако имате две последователни вериги, тогава можете да добавяте естествени числа поотделно и сложни поотделно. Например, ако Z₁ = 60 Ohm + j120 Ohm и резистор с Z е свързан последователно към тази верига₂ = 20Ω, тогава Z_{обща сума} = 80Ω + j120Ω.