چگونه می توان امپدانس را پیدا کرد

محتوا

فرمول
مراحل
قسمت 1 از 2: محاسبه امپدانس فعال و واکنشی
قسمت 2 از 2: محاسبه امپدانس
نکات

امپدانس یا امپدانس به مقاومت یک مدار در برابر جریان الکتریکی متناوب اشاره دارد. این مقدار با اهم محاسبه می شود. برای محاسبه مقاومت کلی یک مدار ، لازم است مقادیر همه مقاومت های فعال (مقاومت ها) و امپدانس همه سلف ها و خازن های موجود در این مدار را بدانید و مقادیر آنها بسته به نحوه عبور جریان تغییر می کند. از طریق تغییرات مدار امپدانس را می توان با استفاده از یک فرمول ساده محاسبه کرد.

فرمول

امپدانس Z = R یا ایکس_الیا ایکس_ج (اگر یک چیز موجود باشد)
مقاومت کلی (اتصال سریال) Z = √ (R + X) (در صورت وجود R و یک نوع X)
مقاومت کلی (اتصال سریال) Z = √ (R + (| X_ال - ایکس_ج|)) (اگر R ، X_ال، ایکس_ج)
مقاومت کلی (هر گونه ارتباط) = R + jX (j عدد فرضی است √ (-1))
مقاومت R = I / ΔV
مقاومت القایی X_ال = 2πƒL = ωL
مقاومت خازنی X_ج = / _2πƒL = / _ωL

مراحل

قسمت 1 از 2: محاسبه امپدانس فعال و واکنشی

1 امپدانس با علامت Z نشان داده می شود و با اهم (اهم) اندازه گیری می شود. می توانید امپدانس یک مدار الکتریکی یا یک عنصر جداگانه را اندازه گیری کنید. امپدانس مقاومت یک مدار در برابر جریان الکتریکی متناوب را مشخص می کند. دو نوع مقاومت در امپدانس وجود دارد:
- مقاومت فعال (R) بستگی به مواد و شکل عنصر دارد. مقاومت ها بیشترین مقاومت فعال را دارند ، اما سایر عناصر مدار نیز دارای مقاومت فعال کم هستند.
- مقاومت راکتیو (X) بستگی به میزان میدان الکترومغناطیسی دارد. بالاترین واکنش پذیری متعلق به سلف ها و خازن ها.
2 مقاومت یک مقدار فیزیکی اساسی است که توسط قانون اهم توصیف شده است: ΔV = I * R. این فرمول به شما این امکان را می دهد که اگر دو مقدار دیگر را می شناسید هر یک از سه مقدار را محاسبه کنید. به عنوان مثال ، برای محاسبه مقاومت ، فرمول را به صورت زیر بازنویسی کنید: R = I / ΔV. همچنین می توانید مقاومت را با مولتی متر اندازه گیری کنید.
- ΔV ولتاژ (اختلاف پتانسیل) است که بر حسب ولت (V) اندازه گیری می شود.
- I قدرت فعلی است که با آمپر (A) اندازه گیری می شود.
- R مقاومت اندازه گیری شده بر اهم (اهم) است.
3 مقاومت واکنشی فقط در مدارهای AC رخ می دهد. مانند مقاومت ، راکتانس با اهم (اهم) اندازه گیری می شود. دو نوع واکنش پذیری وجود دارد:
- مقاومت القایی X_ج دارای سلف هایی هستند که میدان مغناطیسی ایجاد می کنند که از تغییر جهت جریان در مدار جلوگیری می کند. هرچه جهت جریان سریعتر تغییر کند ، راکتانس القایی بیشتر می شود.
- ظرفیت X_ج دارای خازن هایی است که بار الکتریکی را ذخیره می کند. هنگامی که جهت جریان در مدار تغییر می کند ، خازن بارها صفر می کند و بار الکتریکی را جمع می کند. هرچه شارژ خازن بیشتر باشد ، مقاومت خازنی آن نیز بیشتر می شود.بنابراین ، هرچه جهت جریان سریعتر تغییر کند ، مقاومت خازنی کمتر می شود.
4 راکتانس القایی را محاسبه کنید. این مقاومت مستقیماً با سرعتی که جهت جریان تغییر می کند ، یعنی فرکانس جریان ، متناسب است. این فرکانس با علامت indicated نشان داده می شود و با هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود. فرمول محاسبه راکتانس القایی: ایکس_ال = 2πƒLجایی که L اندوکتانس اندازه گیری شده در هنری (H) است.
- القاء L بستگی به تعداد دور در سلف دارد. همچنین می توانید استقراء را اندازه گیری کنید.
- اگر با دایره واحد آشنا هستید ، تصور کنید که یک چرخه جریان متناوب برابر است با یک چرخش کامل این دایره (توسط 2π رادیان). اگر این مقدار را در ly ضرب کنید ، که برحسب هرتز (واحد در ثانیه) اندازه گیری می شود ، نتیجه ای را بدست می آورید که بر حسب رادیان بر ثانیه اندازه گیری می شود. این واحد اندازه گیری سرعت زاویه ای است و با ω نشان داده می شود. برای محاسبه راکتانس القایی می توانید فرمول را بازنویسی کنید: X_ال= ωL
5 ظرفیت را محاسبه کنید این مقاومت با سرعت تغییر جهت جریان ، یعنی فرکانس جریان ، عکس معکوس دارد. فرمول محاسبه ظرفیت: ایکس_ج = / _2πƒC... C ظرفیت خازنی است که با فاراد (F) اندازه گیری می شود.
- شما می توانید ظرفیت الکتریکی را اندازه گیری کنید.
- این فرمول را می توان به شرح زیر بازنویسی کرد: X_ج = / _ωL (توضیحات بالا را ببینید).

قسمت 2 از 2: محاسبه امپدانس

1 اگر مدار فقط از مقاومت تشکیل شده باشد ، امپدانس به شرح زیر محاسبه می شود. ابتدا مقاومت هر مقاومت را اندازه بگیرید یا مقادیر مقاومت را در نمودار مدار ببینید.
- اگر مقاومتها به صورت سری به هم متصل شوند ، امپدانس R = R است₁ + R₂ + R₃...
- اگر مقاومتها به صورت موازی به هم متصل شوند ، امپدانس R = / _R₁ + / _R₂ + / _R₃ ...
2 واکنشهای مشابه را جمع کنید اگر مدار فقط دارای سلف یا خازن باشد ، امپدانس برابر مجموع واکنش هاست. اینطور محاسبه کنید:
- اتصال سری سیم پیچ ها: X_جمع = X_L1 + X_L2 + ...
- اتصال سری خازن ها: C_جمع = X_C1 + X_C2 + ...
- اتصال موازی سیم پیچ ها: X_جمع = 1 / (1 / X)_L1 + 1 / X_L2 ...)
- اتصال موازی خازن ها: C_جمع = 1 / (1 / X)_C1 + 1 / X_C2 ...)
3 برای بدست آوردن راکتانس کل ، راکتانس های القایی و خازنی را کم کنید. از آنجا که با افزایش یک نوع مقاومت ، نوع دیگر کاهش می یابد ، آنها به طور معمول یکدیگر را جبران می کنند. برای یافتن راکتانس کل ، مقاومت پایین را از مقاومت بزرگتر کم کنید.
- یا از فرمول استفاده کنید: X_جمع = | X_ج - ایکس_ال|
4 امپدانس و راکتانس در مدار سری را محاسبه کنید. شما نمی توانید فقط این مقادیر را اضافه کنید ، زیرا در طول زمان تغییر می کنند ، اما در مقاطع مختلف به حداکثر مقادیر خود می رسند. بنابراین ، از فرمول استفاده کنید:Z = √ (R + X).
- محاسبات با این فرمول شامل استفاده از بردارها می شود ، اما می توانید از قضیه فیثاغورث با نمایش R و X به عنوان پاهای مثلث قائم الزاویه و مقاومت Z به عنوان هیپوتنوز استفاده کنید.
5 امپدانس و راکتانس در مدار موازی را محاسبه کنید. در این مورد ، از اعداد مختلط استفاده می شود (این تنها راه محاسبه امپدانس در مدار موازی است که هم مقاومت و هم راکتانس دارد).
- Z = R + jX ، جایی که j واحد خیالی است: √ (-1). برای جلوگیری از اشتباه گرفتن واحد خیالی (j) با آمپر (I) از j به جای i استفاده کنید.
- شما نمی توانید این اعداد را اضافه کنید. به عنوان مثال ، امپدانس را می توان به صورت 60 اهم + j120 اهم نشان داد.
- اگر دو زنجیره متوالی دارید ، می توانید اعداد طبیعی را جداگانه و پیچیده را جداگانه اضافه کنید. به عنوان مثال ، اگر Z₁ = 60 اهم + j120 اهم ، و یک مقاومت با Z به صورت سری به این مدار متصل است₂ = 20Ω ، سپس Z_جمع = 80Ω + j120Ω.