Mi az impedancia feszültség: tények, problémák, példák

Ebben a cikkben arról lesz szó, hogy mi az impedancia feszültség, és hogyan kell kiszámítani az impedancia feszültséget.

Az impedancia egy elektromos áramkör vagy elektromos áramkör elemének effektív ellenállása, amelynek ellenállása eltérő frekvenciával változik AC. Az impedancia oka lehet az ohmos ellenállás és reaktancia együttes hatása is. Az impedanciát pedig a 'Z' betű jelöli.

Mi az elektromos áramkör impedancia feszültsége?

Mivel az impedancia frekvenciafüggő ellenállás, ezért a feszültségáram és az impedancia közötti kapcsolat Ohm törvénye alapján definiálható:

V= IZ

Ahol V a feszültségesés Az impedancián áthaladó I az impedancián átmenő áram, Z pedig az impedancia, bár V=IZ a skaláris egyenlet, mivel tudjuk, hogy az impedancia a frekvencia függvénye, akkor úgy is definiálható, hogy vw = iw x zw.

Az impedancia bármely kétportos passzív hálózathoz meghatározható, amely tartalmazhat ellenállást, kondenzátort vagy induktort. Ha a hálózatot egyetlen komponensbe sűrítjük, akkor az ezen az összetevőn lévő feszültségesés az impedancia feszültsége.

Az ellenállás impedanciája nem tartalmaz képzeletbeli részt, mivel az impedancia nagysága R, a fázisszög pedig nulla minden frekvencián. Ahol a kondenzátor impedanciája frekvenciafüggő, ott a kondenzátor impedanciája a frekvencia növekedésével csökken. És egy tekercs induktor impedanciája, az induktor impedanciája egyenesen arányos egy frekvenciával, ami azt jelenti, hogy minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb az impedancia.

Az impedancia feszültség kiszámítása ?

Az impedanciafeszültség a teljes áramkör ekvivalens impedanciájának segítségével számítható ki.

Ha a kétportos hálózat impedanciája a sorozat akkor számolni kell a sorozatkombináció egyenértékű impedanciája a következőképpen számítható ki Z = Z1 + Z2 + Zn… ahol az egyes komponensek impedanciáját összeadva megkapjuk a soros csatlakozás egyenértékű impedanciáját.

Ha a kétportos hálózat impedanciája be párhuzamos kombinációt kell kiszámítani, majd keresni a párhuzamos kombináció ekvivalens impedanciája as 1/Zeq= 1/Z1+ 1/Z2….+1/Zn

Egy áramkör impedanciája lehet

Z = R olyan áramkör esetén, amely csak egy ellenállást tartalmaz.

Z = Xc a csak a kondenzátort tartalmazó áramkörre, Xc pedig az impedanciája kondenzátor.

Z = Xl a csak az induktort tartalmazó áramkörre, Xl pedig az induktor impedanciája.

Az Xl induktív reaktancia a következőképpen definiálható: X_L = i wL

Fájl: Impedance inductance.png
A kép forrása: I, Horgolt.davidImpedancia induktivitásCC BY-SA 3.0

Az Xc kapacitás reaktancia X_C = 1/2-ként definiálható πL

Fájl: Impedance condensateur.png
A kép forrása: I, Horgolt.davidImpedancia kondenzátorCC BY-SA 3.0

A regisztert és a kondenzátort sorba kapcsolt áramkör Z2 = R2 + XL2

Az ellenállást és az induktort sorba kapcsolt áramkör Z2 = R2 + XL2

Az áramkör, amely tartalmazza ellenállás kondenzátor és induktor a sorozatban akkor Z2 = R2 + XL2

R a AC áramkör feszültségre vonatkoztatva definiálható asR = feszültségváltozás/áramváltozás

A teljes áramkör elemzése után adjon hozzá hasonló reaktanciaértékeket egymáshoz, hogy megkapja az áramkör teljes impedanciáját, miközben kiszámítja a teljes impedanciát, figyelembe véve az áramkör kialakítását, például ha az alkatrésze párhuzamos vagy soros kombinációban van egymással.

  • A teljes impedancia kiszámításához, ahol az induktor és a kondenzátor sorba vannak kapcsolva, majd kivonjuk a induktív reaktancia és kapacitív reaktancia egymástól.
  • Egy kétpólusú elektromos áramkör hálózati impedanciája összetett mennyiség lehet, így az impedancia fázis- és nagyságjellemzőkkel ábrázolható.
  • Az áramkör teljes impedanciájának az Ohm-törvény segítségével történő kiszámítása után az impedancián át eső feszültségesés az impedancián áthaladó ismert áramerősséggel számítható ki.
  • Egy kétpólusú elektromos áramkör hálózati impedanciája összetett mennyiség lehet, így az impedancia fázis- és nagyságjellemzőkkel ábrázolható.

V= IZ

Hogyan számítsuk ki az impedanciát feszültségből és áramerősségből ?

Egy kétportos hálózat impedanciája különböző paraméterábrázolásokkal számítható.

A Z-paraméter vagy a nyitott áramkör impedancia paraméterei szerint bármely kétportos hálózat bemeneti és kimeneti feszültsége ábrázolható V1 és a V2 amely bemeneti és kimeneti áramokkal fejezhető ki I1 és I2.

Mi az impedancia feszültség
Image Credit: A kétportos hálózat impedanciája. Brews ohareKét portos paraméterekCC BY-SA 4.0

[V] = [Z] [I]

Ahol [Z] az impedanciamátrix.

Ebben a módszerben a teljes kétportos hálózatot egy téglalap alakú doboz, valamint a hálózat egyes bemeneti vagy kimeneti portjairól érkező áramok és feszültségek iránya ábrázolja. 

Az egyenlet levonása a mátrixból:

V1 = Z11 + I1 + Z12 + I2

V2 = Z21 + I1 + Z22 + I2

Most tegyük fel, hogy a két port kimenete szakadt áramkörű, tehát I2 = 0

Tehát most Z12 = V1/I1

Most tegyük fel, hogy a két port bemenete nyitott áramkörű, I1 = 0

És most Z22 = V22.I2

Z11, Z12, Z22, Z21 A kétportos hálózat impedancia paramétereinek vagy nyitott áramköri paramétereinek is nevezik.

Fájl:Two-Port Z-parameters Thevenin equal.svg
Kép jóváírása: A z paraméter megfelelő áramkörében دالباKétportos Z-paraméterek Thevenin megfelelőjeCC BY-SA 3.0

Írj hozzászólást

E-mail címed nem kerül nyilvánosságra. Kötelező kitölteni *

Lapozzon a lap tetejére