Apakah impedans elektrik?

Dalam litar DC, rintangan R memainkan peranan penting. Bagi litar AC sinusoidal, maka ia tidak boleh dilakukan dengan hanya satu rintangan aktif. Malah, jika dalam litar DC kapasiti dan induktansi hanya dapat dilihat semasa proses sementara, maka dalam litar AC komponen ini menunjukkan diri mereka dengan lebih ketara.

Oleh itu, untuk pengiraan litar arus ulang-alik yang mencukupi, istilah «impedans elektrik» diperkenalkan - Z atau rintangan kompleks (jumlah) rangkaian dua hujung kepada isyarat harmonik. Kadang-kadang mereka hanya menyebut "impedans", meninggalkan perkataan "elektrik".

Konsep impedans membolehkan anda memohon Hukum Ohm kepada bahagian litar arus sinusoidal arus ulang alik... Manifestasi komponen induktif dua hujung (pemuatan) membawa kepada ketinggalan arus dari voltan pada frekuensi tertentu, dan manifestasi komponen kapasitif - kepada ketinggalan voltan dari arus. Komponen aktif tidak menyebabkan kelewatan antara arus dan voltan, bertindak dengan cara yang sama seperti dalam litar DC.

Komponen impedans yang mengandungi komponen kapasitif dan induktif dipanggil komponen reaktif X. Secara grafik, komponen aktif R impedans boleh diplot pada paksi oX, dan komponen reaktif pada paksi oY, maka impedans secara keseluruhan akan diwakili dalam bentuk nombor kompleks dengan j ialah unit khayalan (unit khayalan kuasa dua ialah tolak 1).

Dalam kes ini, jelas dilihat bahawa komponen reaktif X boleh diuraikan kepada komponen kapasitif dan induktif, yang mempunyai arah yang bertentangan, iaitu, mempunyai kesan yang bertentangan pada fasa semasa: dengan penguasaan komponen induktif, impedans daripada litar secara keseluruhan akan positif, iaitu arus dalam litar akan ketinggalan voltan, tetapi jika komponen kapasitif mendominasi, maka voltan akan ketinggalan arus.

Secara skematik, rangkaian dua terminal ini dalam bentuk yang diberikan digambarkan seperti berikut:

Pada dasarnya, mana-mana rajah rangkaian dua port linear boleh dikurangkan kepada bentuk yang serupa. Di sini anda boleh menentukan komponen aktif R, yang tidak bergantung pada frekuensi semasa, dan komponen reaktif X, yang termasuk komponen kapasitif dan induktif.

Daripada model grafik, di mana rintangan diwakili oleh vektor, adalah jelas bahawa modulus impedans untuk frekuensi tertentu arus sinusoidal dikira sebagai panjang vektor, iaitu jumlah vektor X dan R. Impedans diukur dalam ohm.

Secara praktikal, dalam huraian litar AC sinusoidal dari segi impedans, anda boleh menemui istilah seperti «sifat aktif-induktif beban» atau «beban kapasitif aktif» atau «beban aktif tulen». Ini bermakna yang berikut:

• Sekiranya pengaruh induktansi L berlaku dalam litar, maka komponen reaktif X adalah positif, manakala komponen aktif R adalah kecil - ini adalah beban induktif. Contoh beban induktif ialah induktor.

• Sekiranya pengaruh kapasitans C mendominasi dalam litar, maka komponen reaktif X adalah negatif, manakala komponen aktif R adalah kecil - ini adalah beban kapasitif. Contoh beban kapasitif ialah kapasitor.

• Jika rintangan aktif R mendominasi dalam litar manakala komponen reaktif X adalah kecil, ia adalah beban aktif. Contoh beban aktif ialah lampu pijar.

• Jika komponen aktif R dalam litar adalah penting, tetapi komponen induktif mengatasi komponen kapasitif, iaitu komponen reaktif X adalah positif, beban dipanggil aktif-induktif. Contoh beban aruhan aktif ialah motor aruhan.

• Jika komponen R aktif dalam litar adalah ketara, manakala komponen kapasitif mengatasi komponen induktif, iaitu komponen reaktif X adalah negatif, beban dipanggil kapasitif aktif. Contoh beban kapasitif aktif ialah menghidupkan lampu pendarfluor.

Lihat juga:Apakah itu Faktor Kuasa (Kosinus Phi)