Sådan finder du impedans

Indhold

Formel
Trin
Del 1 af 2: Beregning af aktive og reaktive impedanser
Del 2 af 2: Beregning af impedans
Tips

Impedans eller impedans refererer til et kredsløbs modstand mod en vekselstrøm. Denne værdi måles i ohm. For at beregne den samlede modstand i et kredsløb er det nødvendigt at kende værdierne for alle aktive modstande (modstande) og impedansen for alle induktorer og kondensatorer, der er inkluderet i dette kredsløb, og deres værdier ændres afhængigt af, hvordan strømmen passerer gennem kredsløbets ændringer. Impedans kan beregnes ved hjælp af en simpel formel.

Formel

Impedans Z = R eller x_Leller x_C (hvis en ting er til stede)
Total modstand (seriel forbindelse) Z = √ (R + X) (hvis R og en type X er til stede)
Total modstand (seriel forbindelse) Z = √ (R + (| X_L - X_C|)) (hvis R, X_L, X_C)
Total modstand (enhver forbindelse) = R + jX (j er det imaginære tal √ (-1))
Modstand R = I / ΔV
Induktiv modstand X_L = 2πƒL = ωL
Kapacitiv modstand X_C = / _2πƒL = / _.L

Trin

Del 1 af 2: Beregning af aktive og reaktive impedanser

1 Impedans er angivet med symbolet Z og måles i ohm (ohm). Du kan måle impedansen af et elektrisk kredsløb eller et individuelt element. Impedans karakteriserer kredsløbets modstand mod vekselstrøm. Der er to typer modstand, der bidrager til impedans:
- Den aktive modstand (R) afhænger af elementets materiale og form. Modstande har den højeste aktive modstand, men andre elementer i kredsløbet har også lav aktiv modstand.
- Reaktiv modstand (X) afhænger af størrelsen af det elektromagnetiske felt. Den højeste reaktans besiddes af induktorer og kondensatorer.
2 Modstand er en grundlæggende fysisk størrelse beskrevet af Ohms lov: ΔV = I * R. Denne formel giver dig mulighed for at beregne en af de tre størrelser, hvis du kender de to andre. For eksempel for at beregne modstand skal du omskrive formlen som følger: R = I / ΔV. Du kan også måle modstand med et multimeter.
- ΔV er spændingen (potentiel forskel) målt i volt (V).
- I er den nuværende styrke, målt i ampere (A).
- R er modstanden målt i ohm (ohm).
3 Reaktiv modstand forekommer kun i vekselstrømskredsløb. Ligesom modstand måles reaktans i ohm (ohm). Der er to typer reaktans:
- Induktiv modstand X_C har induktorer, der skaber et magnetfelt, der forhindrer ændringen i strømretning i kredsløbet. Jo hurtigere retningen af strømmen ændres, jo større er den induktive reaktans.
- Kapacitans X_C har kondensatorer, der gemmer en elektrisk ladning. Når strømretningen i kredsløbet ændres, nulstilles og akkumulerer kondensatoren gentagne gange en elektrisk ladning. Jo længere kondensatoren oplades, jo større er den kapacitive modstand.Derfor, jo hurtigere retningen af strømmen ændres, jo lavere er den kapacitive modstand.
4 Beregn den induktive reaktans. Denne modstand er direkte proportional med den hastighed, hvormed strømens retning ændres, det vil sige frekvensen af strømmen. Denne frekvens er angivet med symbolet ƒ og måles i hertz (Hz). Formel til beregning af induktiv reaktans: x_L = 2πƒLhvor L er induktansen målt i henry (H).
- Induktansen L afhænger af antallet af omdrejninger i induktoren. Du kan også måle induktansen.
- Hvis du kender enhedscirklen, så forestil dig, at en cyklus med vekselstrøm er lig med en fuldstændig rotation af denne cirkel (med 2π radianer). Hvis du gange denne værdi med ƒ, som måles i hertz (enheder pr. Sekund), får du resultatet, målt i radianer pr. Sekund. Det er en måleenhed for vinkelhastighed og betegnes med ω. Du kan omskrive formlen for at beregne den induktive reaktans sådan: X_L= ωL
5 Beregn kapacitans. Denne modstand er omvendt proportional med den hastighed, hvormed strømens retning ændres, det vil sige frekvensen af strømmen. Formel til beregning af kapacitans: x_C = / _2πƒC... C er en kondensators kapacitans målt i farads (F).
- Du kan måle elektrisk kapacitans.
- Denne formel kan omskrives som følger: X_C = / _.L (se forklaringerne ovenfor).

Del 2 af 2: Beregning af impedans

1 Hvis kredsløbet udelukkende består af modstande, beregnes impedansen som følger. Mål først modstanden for hver modstand eller se modstandsværdierne på kredsløbsdiagrammet.
- Hvis modstandene er serieforbundne, er impedansen R = R₁ + R₂ + R₃...
- Hvis modstandene er forbundet parallelt, er impedansen R = / _R₁ + / _R₂ + / _R₃ ...
2 Tilføj de samme reaktanser. Hvis kredsløbet udelukkende indeholder induktorer eller udelukkende kondensatorer, er impedansen lig med summen af reaktanserne. Beregn det sådan:
- Serieforbindelse af spoler: X_Total = X_L1 + X_L2 + ...
- Serieforbindelse af kondensatorer: C_Total = X_C1 + X_C2 + ...
- Parallel tilslutning af spoler: X_Total = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
- Parallel tilslutning af kondensatorer: C_Total = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)
3 Træk induktive og kapacitive reaktanser fra for at få den samlede reaktans. Da med en stigning i den ene type modstand, den anden falder, kompenserer de som regel hinanden. For at finde den samlede reaktans trækkes den lavere modstand fra den større.
- Eller brug formlen: X_Total = | X_C - X_L|
4 Beregn impedansen og reaktansen i seriekredsløbet. Du kan ikke bare tilføje disse værdier, da de ændrer sig over tid, men når deres maksimale værdier på forskellige tidspunkter. Brug derfor formlen:Z = √ (R + X).
- Beregninger med denne formel involverer brug af vektorer, men du kan bruge Pythagoras sætning ved at repræsentere R og X som benene på en højre trekant og modstanden Z som hypotenusen.
5 Beregn impedansen og reaktansen i det parallelle kredsløb. I dette tilfælde bruges komplekse tal (dette er den eneste måde at beregne impedansen i et parallelt kredsløb, der har både modstand og reaktans).
- Z = R + jX, hvor j er den imaginære enhed: √ (-1). Brug j i stedet for i for at undgå at forveksle imaginær enhed (j) med strømstyrke (I).
- Du kan ikke tilføje disse tal. Eksempelvis kan impedans repræsenteres som 60 ohm + j120 ohm.
- Hvis du har to på hinanden følgende kæder, kan du tilføje naturlige tal separat og komplekse dem separat. For eksempel, hvis Z₁ = 60 Ohm + j120 Ohm, og en modstand med Z er serieforbundet til dette kredsløb₂ = 20Ω, derefter Z_Total = 80Ω + j120Ω.