Hur man hittar impedans

Innehåll

Formel
Steg
Del 1 av 2: Beräkning av aktiva och reaktiva impedanser
Del 2 av 2: Beräkning av impedans
Tips

Impedans, eller impedans, avser motståndet hos en krets mot en växelström. Detta värde mäts i ohm. För att beräkna det totala motståndet i en krets är det nödvändigt att känna till värdena för alla aktiva motstånd (motstånd) och impedansen för alla induktorer och kondensatorer som ingår i denna krets, och deras värden ändras beroende på hur strömmen passerar genom kretsförändringar. Impedans kan beräknas med en enkel formel.

Formel

Impedans Z = R eller X_Leller X_C (om en sak är närvarande)
Totalt motstånd (seriell anslutning) Z = √ (R + X) (om R och en typ X finns)
Totalt motstånd (seriell anslutning) Z = √ (R + (| X_L - X_C|)) (om R, X_L, X_C)
Totalt motstånd (någon anslutning) = R + jX (j är det imaginära talet √ (-1))
Motstånd R = I / AV
Induktivt motstånd X_L = 2πƒL = ωL
Kapacitiv motstånd X_C = / _2πƒL = / _ωL

Steg

Del 1 av 2: Beräkning av aktiva och reaktiva impedanser

1 Impedans indikeras med symbolen Z och mäts i ohm (ohm). Du kan mäta impedansen för en elektrisk krets eller ett enskilt element. Impedans kännetecknar motståndet hos en krets mot växelström. Det finns två typer av motstånd som bidrar till impedans:
- Det aktiva motståndet (R) beror på elementets material och form. Motstånd har det högsta aktiva motståndet, men andra element i kretsen har också lågt aktivt motstånd.
- Reaktivt motstånd (X) beror på storleken på det elektromagnetiska fältet. Den högsta reaktansen innehas av induktorer och kondensatorer.
2 Motstånd är en grundläggande fysisk mängd som beskrivs i Ohms lag: ΔV = I * R. Denna formel låter dig beräkna någon av de tre storheterna om du känner till de andra två. Till exempel, för att beräkna motstånd, skriv om formeln enligt följande: R = I / ΔV. Du kan också mäta motstånd med en multimeter.
- ΔV är spänningen (potentialskillnaden) mätt i volt (V).
- I är strömstyrkan, mätt i ampere (A).
- R är motståndet mätt i ohm (ohm).
3 Reaktivt motstånd förekommer endast i växelströmskretsar. Liksom motstånd mäts reaktansen i ohm (ohm). Det finns två typer av reaktans:
- Induktivt motstånd X_C har induktorer som skapar ett magnetfält som förhindrar förändring i strömriktningen i kretsen. Ju snabbare strömriktningen ändras, desto större är den induktiva reaktansen.
- Kapacitans X_C har kondensatorer som lagrar en elektrisk laddning. När strömriktningen i kretsen ändras, nollställer och ackumulerar kondensatorn upprepade gånger en elektrisk laddning. Ju längre kondensatorn laddas, desto större är det kapacitiva motståndet.Därför, ju snabbare strömriktningen ändras, desto lägre blir det kapacitiva motståndet.
4 Beräkna den induktiva reaktansen. Detta motstånd är direkt proportionellt mot den hastighet vid vilken strömriktningen ändras, det vill säga strömmen. Denna frekvens indikeras med symbolen ƒ och mäts i hertz (Hz). Formel för beräkning av induktiv reaktans: X_L = 2πƒLdär L är induktansen mätt i henry (H).
- Induktansen L beror på antalet varv i induktorn. Du kan också mäta induktansen.
- Om du är bekant med enhetscirkeln, tänk dig då att en cykel med växelström är lika med en fullständig rotation av denna cirkel (med 2π radianer). Om du multiplicerar detta värde med ƒ, som mäts i hertz (enheter per sekund), får du resultatet, mätt i radianer per sekund. Det är en måttenhet för vinkelhastighet och betecknas med ω. Du kan skriva om formeln för att beräkna den induktiva reaktansen så här: X_L= ωL
5 Beräkna kapacitans. Detta motstånd är omvänt proportionellt mot den hastighet vid vilken strömriktningen ändras, det vill säga strömmen. Formel för beräkning av kapacitans: X_C = / _2πƒC... C är kondensatorns kapacitans, mätt i farads (F).
- Du kan mäta elektrisk kapacitans.
- Denna formel kan skrivas om på följande sätt: X_C = / _ωL (se förklaringar ovan).

Del 2 av 2: Beräkning av impedans

1 Om kretsen enbart består av motstånd beräknas impedansen enligt följande. Mät först motståndet för varje motstånd eller se motståndsvärdena på kretsschemat.
- Om motstånden är seriekopplade är impedansen R = R₁ + R₂ + R₃...
- Om motstånden är parallellkopplade är impedansen R = / _R₁ + / _R₂ + / _R₃ ...
2 Lägg till samma reaktanser. Om kretsen endast innehåller induktorer eller uteslutande kondensatorer är impedansen lika med summan av reaktanserna. Beräkna det så här:
- Seriekoppling av spolar: X_total = X_L1 + X_L2 + ...
- Seriekoppling av kondensatorer: C_total = X_C1 + X_C2 + ...
- Parallell anslutning av spolar: X_total = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
- Parallell anslutning av kondensatorer: C_total = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)
3 Subtrahera induktiva och kapacitiva reaktanser för att få den totala reaktansen. Eftersom med en ökning av en typ av motstånd minskar den andra, kompenserar de som regel varandra. För att hitta den totala reaktansen, subtrahera det lägre motståndet från det större.
- Eller använd formeln: X_total = | X_C - X_L|
4 Beräkna impedansen och reaktansen i seriekretsen. Du kan inte bara lägga till dessa värden, eftersom de ändras med tiden, utan når sina maximala värden vid olika tidpunkter. Använd därför formeln:Z = √ (R + X).
- Beräkningar med denna formel innefattar användning av vektorer, men du kan använda Pythagoras sats genom att representera R och X som benen i en rätt triangel och motståndet Z som hypotenusen.
5 Beräkna impedansen och reaktansen i parallellkretsen. I detta fall används komplexa tal (detta är det enda sättet att beräkna impedansen i en parallellkrets som har både motstånd och reaktans).
- Z = R + jX, där j är den imaginära enheten: √ (-1). Använd j istället för i för att undvika att förväxla imaginär enhet (j) med strömstyrka (I).
- Du kan inte lägga till dessa nummer. Exempelvis kan impedansen representeras som 60 ohm + j120 ohm.
- Om du har två på varandra följande kedjor kan du lägga till naturliga nummer separat och komplexa separat. Till exempel, om Z₁ = 60 Ohm + j120 Ohm, och ett motstånd med Z ansluts i serie till denna krets₂ = 20Ω, sedan Z_total = 80Ω + j120Ω.