Vad är elektrisk impedans?

I DC-kretsar spelar motståndet R en viktig roll. När det gäller sinusformade växelströmskretsar kan det inte göras med bara ett aktivt motstånd. Faktum är att om kapaciteten och induktanserna i DC-kretsar endast märks under transienta processer, så manifesterar dessa komponenter sig mycket mer signifikant i AC-kretsar.

Därför, för en adekvat beräkning av växelströmskretsar, introduceras termen «elektrisk impedans» - Z eller den komplexa (totala) resistansen hos ett tvåändsnät till en övertonssignal. Ibland säger de bara "impedans" och utelämnar ordet "elektrisk".

Konceptet impedans låter dig tillämpa Ohms lag till sektioner av sinusformade växelströmskretsar... Manifestationen av den dubbeländade (lastande) induktiva komponenten leder till eftersläpning av strömmen från spänningen vid en given frekvens, och manifestationen av den kapacitiva komponenten - till eftersläpningen av spänningen från strömmen. Den aktiva komponenten orsakar ingen fördröjning mellan ström och spänning, och fungerar på i huvudsak samma sätt som i en DC-krets.

Impedanskomponenten som innehåller de kapacitiva och induktiva komponenterna kallas den reaktiva komponenten X. Grafiskt kan den aktiva komponenten R av impedansen plottas på oX-axeln och den reaktiva komponenten på oY-axeln, då blir impedansen som helhet representeras i form av ett komplex ett tal där j är den imaginära enheten (den imaginära enheten i kvadrat är minus 1).

I det här fallet framgår det tydligt att den reaktiva komponenten X kan sönderdelas i kapacitiva och induktiva komponenter, som har motsatt riktning, det vill säga har motsatt effekt på den aktuella fasen: med övervikten av den induktiva komponenten, impedansen av kretsen som helhet kommer att vara positiv, det vill säga strömmen i kretsen kommer att släpa efter spänningen, men om den kapacitiva komponenten dominerar, kommer spänningen att släpa efter strömmen.

Schematiskt är detta tvåterminalsnätverk i den givna formen avbildat enligt följande:

I princip kan vilket linjärt nätverksdiagram som helst med två portar reduceras till en liknande form. Här kan du bestämma den aktiva komponenten R, som inte beror på den aktuella frekvensen, och den reaktiva komponenten X, som inkluderar de kapacitiva och induktiva komponenterna.

Från den grafiska modellen, där resistanserna representeras av vektorer, är det tydligt att impedansmodulen för en given frekvens av sinusformad ström beräknas som längden på vektorn, som är summan av vektorerna X och R. Impedans mäts i ohm.

Praktiskt taget, i beskrivningarna av sinusformade växelströmskretsar när det gäller impedans, kan du hitta termer som «belastningens aktiv-induktiva karaktär» eller «aktiv-kapacitiv last» eller «rent aktiv last». Detta betyder följande:

• Om påverkan av induktansen L råder i kretsen, är den reaktiva komponenten X positiv, medan den aktiva komponenten R är liten - detta är en induktiv belastning. Ett exempel på en induktiv belastning är en induktor.

• Om påverkan av kapacitans C dominerar i kretsen, är den reaktiva komponenten X negativ, medan den aktiva komponenten R är liten - detta är en kapacitiv belastning. Ett exempel på en kapacitiv belastning är en kondensator.

• Om det aktiva motståndet R dominerar i kretsen medan den reaktiva komponenten X är liten är det en aktiv belastning. Ett exempel på en aktiv belastning är en glödlampa.

• Om den aktiva komponenten R i kretsen är signifikant, men den induktiva komponenten råder över den kapacitiva komponenten, det vill säga den reaktiva komponenten X är positiv, kallas belastningen aktiv-induktiv. Ett exempel på en aktiv-induktiv last är en induktionsmotor.

• Om den aktiva R-komponenten i kretsen är signifikant, medan den kapacitiva komponenten råder över den induktiva komponenten, det vill säga den reaktiva komponenten X är negativ, kallas belastningen aktiv-kapacitiv. Ett exempel på en aktiv-kapacitiv belastning är att driva ett lysrör.

Se även:Vad är Power Factor (Cosine Phi)