Impedansen er modstanden (eller modstand) af et kredsløb til vekselstrømmen, og dens måleenhed er "ohm". For at beregne det skal man kende værdien af alle modstande og impedansen af alle induktorer og kondensatorer af kredsløbet. Husk på, at modstanden, der genereres af induktorer og kondensatorer, varierer alt efter ændring af elektrisk strøm. For at beregne impedanser anvendes en simpel matematisk formel.
Impedans Z = R eller XLeller XC(hvis der kun er en)
impedans kun i serie Z = √ (R2 + X2) (hvis der er R og en type X)
impedans kun i serie Z = √ (R2 + (| XL - XC|)2) (Hvis der er R, XL og XC)
impedans i ethvert kredsløb = R + jX (j er det imaginære tal √ (-1))
Modstand R = I / AV
Induktiv reaktans XL = 2πƒL = ωL
Kapacitiv reaktans XC = 1 / 2πƒL = 1 / ωL
trin
Del 1 Beregning af modstand og reaktans
1
Definition af impedans. Impedansen er repræsenteret ved bogstavet Z og målt i Ohms (Ω). Det er muligt at måle denne værdi i ethvert elektrisk kredsløb eller komponent, og resultatet vil indikere den modstand, som den giver til strømmen af elektroner (elektrisk strøm). Der er to forskellige effekter, som reducerer strømmen, og begge bidrager til impedansen:
Modstand (R) er reduktionen af strømmen på grund af komponentets materiale og form. Denne værdi er højere i modstande, men alle komponenter har minimal modstand.
Reaktans (X) er reduktionen af strømmen forårsaget af elektriske og magnetiske felter, der modsætter sig ændringer i elektrisk strøm eller spænding. Disse værdier er mere betydningsfulde i kondensatorer og induktionsspoler.
2
Gennemgå definitionen af modstand. Modstand er et grundlæggende koncept i undersøgelsen af elektricitet, som ofte findes i Ohms lov: ΔV = I * R. Denne ligning tillader beregning af en hvilken som helst af dens variabler, hvis de to andre er kendt. For at beregne modstand (R), skriv for eksempel formlen som R = I / AV. Derudover er det muligt at måle modstanden af en komponent nemt ved hjælp af et multimeter.
ΔV er spændingen målt i volt (V). Det er også kendt som en "potentiel forskel."
Jeg er den aktuelle, målt i Amperes (A).
R er modstanden målt i Ohms (Ω).
3
Find ud af, hvilken type reaktans der skal beregnes. Reaktansen eksisterer kun i AC (vekselstrøm) kredsløb, og som modstand er dens måleenhed Ohm (Ω). Der er to typer reaktans, der kommer fra forskellige elektroniske komponenter:
Den induktive reaktans XL er fremstillet af induktorer, også kendt som spoler eller reaktorer. Disse komponenter skaber et magnetfelt, der modsætter faseændringer i en vekselstrømskreds. Jo hurtigere forandringen er, desto større er den induktive reaktans.
Den kapacitive reaktans XC er fremstillet af kondensatorer, som er komponenter, der er i stand til at lagre elektriske ladninger. Da strømmen i et vekselstrømskreds ændrer retning, oplader og kondensatoren gentagne gange gentagne gange. Jo længere han skal bære, desto større er modstanden mod strømmen. På grund af dette, jo hurtigere faseændringen, jo lavere er den kapacitive reaktans.
4
Beregn den induktive reaktans. Som tidligere beskrevet, øges denne reaktans i overensstemmelse med hastigheden for ændring af strømretningen, også kendt som tit af kredsløbet. Frekvensen er repræsenteret af symbolet ƒ, og dens måleenhed er Hertz (Hz). Den komplette formel til beregning af den induktive reaktans er XL = 2πƒL, hvor L er induktans, målt i Henries (H).
Induktansen L afhænger af induktorens egenskaber, såsom antallet af omdrejninger af spolen. Derudover er det også muligt at måle det direkte.
Hvis du er bekendt med "enhedscirkel", kan du forestille dig en AC-strøm, der er repræsenteret på denne måde, hvor en komplet rotation af 2π radianer svarer til 1 cyklus. Ved at gange det med ƒ, målt i Hertz (enheder pr. Sekund), vil resultatet være i radianer pr. Sekund. Dette er værdien af vinkelhastighed af kredsløbet repræsenteret af den nedre omega (ω). Nogle forfattere skriver den induktive reaktans formel som XL= ωL.
Video: AC Impedansbegrebet - spolen (1/3)
5
Beregn den kapacitive reaktans. Denne formel ligner den induktive reaktansformel, bortset fra at den kapacitive reaktans er omvendt proportional med frekvensen. Derfor kapacitiv reaktans XC = 1 / 2πƒC, hvor C er kondensatorens kapacitans målt i Farads (F).
Det er muligt at måle kapacitansen ved hjælp af en multimeter og enkle beregninger.
Som forklaret tidligere kan denne ligning også skrives som 1 / wc.
Del 2 Beregning af totalimpedansen
1
Tilsæt modstande af samme kredsløb. Den samlede impedans er nem at beregne, hvis kredsløbet har flere modstande, men det samme sker ikke, når der er induktorer eller kondensatorer. Først måler modstanden af hver modstand (eller en hvilken som helst komponent med modstand) eller henviser til ledningsdiagrammet for kredsløbet og ser efter værdierne i ohm (Ω). Disse værdier bør summeres efter, hvordan komponenterne er forbundet:
Serie modstande (forbundet ved enderne på en enkelt linje) skal simpelthen tilføjes sammen. Den totale modstand er givet som R = R1 + R2 + R3...
Modstandene parallelt (hver positioneret forskelligt, men forbundet i kredsløbet med samme punkt) tilføjes omvendt. Derfor gives den totale modstand som R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 ...
2
Tilføj lignende reaktansværdier i samme kredsløb. Hvis der kun er induktorer i kredsløbet, eller kun kondensatorer, er den totale impedans lig med den totale reaktans. Beregn det som følger:
Få fuld reaktans ved at subtrahere induktive og kapacitive reaktanser. Fordi de er omvendt proportionelle (mens en stiger, den anden falder og omvendt), har disse effekter tendens til at annullere. For at finde den samlede effekt trækker du det mindste antal fra den største.
Det samme resultat kan opnås ved ligning Xsamlede = | XC - XL|
4
Beregn impedansen med seriemodstand og reaktanser. Det er ikke muligt blot at tilføje de to værdier, da de er "forældede". Dette betyder, at selv om de ændrer sig over tid som en del af AC-cyklen, når de to gange på forskellige tidspunkter. Heldigvis, hvis alle komponenter er forbundet i serie (for eksempel alt i kun en række), kan du bruge formel Z = √ (R2 + X2).
Matematikken bag denne formel indebærer "fasorer", men det kan også virke bekendt, fordi det indeholder begreber geometri. I dette tilfælde er det muligt at repræsentere de to komponenter (R og X) som siderne af et trekant-rektangel, hvor impedansen Z virker som hypotenusen.
5
Beregn impedansen med modstande og reaktanser parallelt. Faktisk er det en generaliseret måde at udtrykke impedans på, men det kræver viden om komplekse tal. Derudover er det den eneste måde at beregne den samlede impedans af et kredsløb parallelt, herunder de to faktorer, modstand og reaktans.
Z = R + jX, hvor j er den imaginære komponent: √ (-1). Brug bogstavet "j" i stedet for "i" for at undgå forvirring med det, jeg plejede at repræsentere elektrisk strøm.
Det er ikke muligt at kombinere de to tal. En impedans skal for eksempel udtrykkes som 60Ω + j120Ω.
Hvis der er to kredsløb som dette i serie, skal du tilføje de reelle og imaginære komponenter separat. For eksempel, hvis Z1 = 60Ω + j120Ω og er i serie med en modstand på Z2 = 20Ω, derefter Zsamlede = 80Ω + j120Ω.
tips
Den samlede impedans (modstand og reaktans) kan også udtrykkes som et komplekst tal.
Sådan beregnes Amperage
Sådan loses en kondensator
Sådan tilsluttes to højttalere til en enkelt kanalforstærker
Sådan måles impedansen af en højttaler
Sådan beregnes den samlede elektriske strøm
Sådan beregnes den ideelle modstandsværdi for en LED
Sådan læses modstande
Sådan måler du kapacitans
Sådan måles induktans
Sådan testes modstande
Sådan bruges en Ohmmeter
Sådan analyserer du resistive kredsløb ved hjælp af Ohms lov
Sådan beregnes Power Factor Correction
Sådan beregnes serier og parallelle modstande
Sådan beregnes total modstand i kredsløb
Sådan læses en digital ohmmeter
Sådan måles modstand
Sådan løses parallelle kredsløb
Sådan laver du en spændingsdeler-kredsløb
Sådan tolkes skematiske diagrammer
Sådan fejler du en seriekrets