Impedansie is 'n maatstaf van weerstand teen wisselstroom. Die eenheid is ohm. Om die impedansie te bereken, moet u die som van alle weerstande ken, sowel as die impedansies van alle induktors en kapasitors wat 'n wisselende mate van weerstand teen stroom sal gee, afhangende van veranderings in stroom. U kan die impedansie bereken met behulp van 'n eenvoudige wiskundige formule.
Formule opsomming
- Impedansie Z = R of XL of XC (as slegs een bekend is)
- Impedansie in reekse Z = (R2 + X2) (as R en een van X bekend is)
- Impedansie in reekse Z = (R2 + (| XL - XC|)2) (as R, XL, en XC ten volle bekend)
- Impedansie in alle soorte netwerke = R + jX (j is 'n denkbeeldige getal (-1))
- Weerstand R = I / V
- Induktiewe reaktansie XL = 2πƒL = L
- Kapasitiewe reaktansie XC = 1 / 2πƒL = 1 / L
Stap
Deel 1 van 2: Berekening van weerstand en reaktansie
Bereken impedansie Stap 1 Stap 1. Definisie van impedansie
Impedansie word aangedui deur die simbool Z en het eenhede Ohms (Ω). U kan die impedansie van enige stroombaan of elektriese komponent meet. Die meetresultate sal u vertel hoeveel die stroombaan die stroom van elektrone (stroom) blokkeer. Daar is twee verskillende effekte wat die stroom verlaag, wat albei bydra tot impedansie:
- Weerstand (R) of weerstand is die vertraging van die stroom wat veroorsaak word deur die materiaal en vorm van die komponent. Hierdie effek is die grootste in weerstande, hoewel alle komponente ten minste 'n mate van weerstand moet hê.
- Reaktansie (X) is die stadiger stroom as gevolg van elektriese en magnetiese velde wat veranderinge in stroom of spanning weerstaan. Hierdie effek is die belangrikste vir kapasitors en induktors.
Bereken impedansie Stap 2 Stap 2. Hersien weerstand
Weerstand is 'n basiese konsep op die gebied van elektriese studies. U kan dit in Ohm se wet sien: V = I * R. Met hierdie vergelyking kan u die waardes van hierdie veranderlikes bereken, solank u ten minste twee van die drie veranderlikes ken. Om byvoorbeeld weerstand te bereken, skryf die formule as R = I / V. U kan ook weerstand maklik bereken met 'n multimeter.
- V is spanning, die eenheid is Volt (V). Daar word ook na hierdie veranderlike verwys as die potensiaalverskil.
- I is die stroom, die eenheid is Ampere (A).
- R is weerstand, die eenheid is Ohm (Ω).
Bereken impedansie Stap 3 Stap 3. Bepaal die tipe reaktansie wat u moet bereken
Reaktansie kom slegs voor in wisselstroom (AC) stroombane. Net soos weerstand, het reaktansie eenhede Ohms (Ω). Daar is twee tipes reaktansie in verskillende elektriese komponente:
- Induktiewe reaktansie XL vervaardig deur die induktor, ook bekend as die spoel of reaktor. Hierdie komponente produseer 'n magnetiese veld wat weerstand bied teen rigtingsveranderings in 'n wisselstroombaan. Hoe vinniger die rigtingverandering plaasvind, hoe groter is die waarde van die induktiewe reaktansie.
- Kapasitiewe reaktansie XC gegenereer deur 'n kondensator wat 'n elektriese lading stoor. Aangesien die stroomvloei in 'n wisselstroombaan van rigting verander, laai en ontlaai die kapasitor herhaaldelik. Hoe langer die kapasitor moet laai, hoe meer sal die kapasitor stroom weerstaan. Hoe vinniger die rigtingverandering plaasvind, hoe laer word die gevolglike kapasitiewe reaktansiewaarde.
Bereken impedansie Stap 4 Stap 4. Bereken die induktiewe reaktansie
Soos hierbo beskryf, sal die induktiewe reaktansie toeneem met die tempo van verandering in die rigting van die stroom, of die frekwensie van die stroombaan. Hierdie frekwensie word aangedui deur die simbool en het eenhede van Hertz (Hz). Die volledige formule vir die berekening van induktiewe reaktansie is XL = 2πƒL, waar L die induktansie met eenhede van Henry (H) is.
- Die induktansie L hang af van die eienskappe van die gebruikte induktor, soos die aantal spoele. U kan ook induktansie direk meet.
- As u die eenheidsirkel herken, stel u 'n wisselstroom voor wat deur 'n sirkel voorgestel word, en 'n volledige rotasie van 2π radiale wat 'n siklus voorstel. As u dit vermenigvuldig met wat in Hertz is (eenhede per sekonde), kry u die resultaat in radiale per sekonde. Dit is die hoeksnelheid van die stroombaan en kan in kleinletters as omega geskryf word. U kan die formule vir induktiewe reaktansie in X skryfL= ωL
Bereken impedansie Stap 5 Stap 5. Bereken die kapasitiewe reaktansie
Hierdie formule is soortgelyk aan die formule vir die vind van induktiewe reaktansie, maar kapasitiewe reaktansie is omgekeerd eweredig aan frekwensie. Kapasitiewe reaktansie XC = 1 / 2πƒC. C is die kapasitansiewaarde van die kapasitor, in Farads (F).
- U kan kapasitansie meet met behulp van 'n multimeter en 'n paar basiese berekeninge.
- Soos hierbo verduidelik, kan hierdie veranderlike ingeskryf word 1 / L.
Deel 2 van 2: Berekening van totale impedansie
Bereken impedansie Stap 6 Stap 1. Tel die weerstande in dieselfde stroombaan op
Die totale impedansie is maklik om te bereken as 'n stroombaan verskeie weerstande het sonder induktors of kapasitors. Meet eers die weerstandswaarde van elke weerstand (of enige komponent wat weerstand het), of kyk op die kringdiagram vir die dele gemerk met weerstands ohm (Ω). Tel op volgens die tipe stroombaan tussen die komponente:
- Weerstands wat in 'n seriekring gekoppel is (waarvan die ente in 'n enkele draadlyn verbind is) kan saamgevat word. Die totale weerstand word R = R1 + R.2 + R.3…
- Weerstande wat parallel gekoppel is (elke weerstand het 'n ander draad, maar in dieselfde stroombaan gekoppel) word omgekeerd saamgetel. Die totale hoeveelheid weerstand word R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
Bereken impedansie Stap 7 Stap 2. Tel die reaktansie waardes in dieselfde stroombaan op
As daar slegs induktors in 'n stroombaan is, of slegs kapasitors, is die totale impedansie gelyk aan die totale reaktansie. Bereken soos volg:
- Induktor in reeks: Xtotaal = XL1 + XL2 + …
- Kondensators in reeks: Ctotaal = XC1 + XC2 + …
- Spoel in parallelle stroombaan: Xtotaal = 1 / (1 / XL1 + 1/XL2 …)
- Kondensator in parallelle stroombaan: Ctotaal = 1 / (1 / XC1 + 1/XC2 …)
Bereken impedansie Stap 8 Stap 3. Trek die induktiewe reaktansie af deur die kapasitiewe reaktansie om die totale reaktansie te kry
Aangesien die effek van een reaktansie toeneem namate die effek van die ander reaktansie afneem, is die twee reaktanse geneig om mekaar se effek te verminder. Om die totale waarde te bepaal, trek die groter reaktansiewaarde af met die kleiner reaktansiewaarde.
U sal dieselfde resultaat kry met die formule Xtotaal = | XC - XL|
Bereken impedansie Stap 9 Stap 4. Bereken die impedansie van die weerstand en reaktansie in 'n seriekring
U kan dit nie bymekaar voeg nie, want die twee waardes is in verskillende fases. Dit wil sê, hul waardes verander mettertyd as deel van die AC -siklus, maar hulle bereik 'n hoogtepunt op verskillende tye. Gelukkig, as al die komponente in serie is (daar is net een draad), kan ons die eenvoudige formule gebruik Z = (R2 + X2).
Die berekeninge agter hierdie formule behels 'fasore', hoewel dit ook verband hou met meetkunde. Ons kan die twee komponente R en X voorstel as die twee sye van 'n reghoekige driehoek, met die impedansie Z as die loodregte sy
Bereken impedansie Stap 10 Stap 5. Bereken die impedansie van die weerstand en reaktansie in 'n parallelle stroombaan
Dit is 'n algemene manier om impedansie te bereken, maar vereis 'n begrip van komplekse getalle. Dit is die enigste manier om die totale impedansie van 'n parallelle stroombaan wat weerstand en reaktansie behels, te bereken.
- Z = R + jX, met j as die denkbeeldige komponent: (-1). Gebruik j in plaas van i om verwarring te voorkom met I wat stroom verteenwoordig.
- U kan nie hierdie twee getalle kombineer nie. 'N Impedansie kan byvoorbeeld as 60Ω + j120Ω geskryf word.
- As u twee sulke stroombane in 'n reeks het, kan u die komponente van reële getalle en denkbeeldige komponente afsonderlik byvoeg. Byvoorbeeld, as Z1 = 60Ω + j120Ω en in serie gekoppel met 'n weerstand met Z2 = 20Ω, dan Ztotaal = 80Ω + j120Ω.
