Меню

Импеданс переменного тока что это

Термин: Импеданс

К определению импеданса

Электрический импеданс (комплексное сопротивление, полное сопротивление) — это комплексное сопротивление двухполюсника для гармонического сигнала. Импеданс — это аналог понятия сопротивления для постоянного тока в приложении к синусоидальному току. Такое понятие позволяет применить закон Ома для участка цепи в случае синусоидальных токов. Если двухполючник имеет проявление индуктивной составляющей на данной частоте, то синусоидальный ток будет отставать от напряжения на зажимах двухполюсника, а если имеет проявление ёмкостной составляющей, то напряжение будет отставать от тока. Если двухполюсник — активный, то задержки между током и напряжением не будет. Если реактивную составляющую импеданса X отложить по оcи Y c соответствующим знаком, а активную R по оси X, то получится графическая интерпретация импеданса как комплексного числа

Импеданс

для которой j — это мнимая единица в представлении комплексного числа (j 2 =-1) , а реактивная составляющая X теоретически может быть представлена выражением

в котором f [Герц] — это частота синусоидального сигнала; L [Генри] — выражает влияние индуктивной составляющей сопротивления; а 1/С [Фарад -1 ] — выражает влияние ёмкостной составляющей. Как видно из формулы, при преобладании в сопротивлении индуктивной составляющей X > 0, а преобладании ёмкостной X

Понятие импеданса и анализ цепей для синусоидального тока — см. Бессонов Л. А. ТОЭ, глава 3.

Источник

Импеданс

Сопротивление ( латы. Impedire « hemmen », «препятствует»), а также переменное току сопротивления , является электрическим сопротивлением в переменном токе технологии . В случае двухполюсного сетевого элемента он указывает отношение электрического напряжения к силе тока . Этот термин используется, в частности, когда есть фазовый сдвиг между двумя величинами , что означает, что соотношение сопротивлений различается в приложениях постоянного тока.

  • поведение компонента или устройства (точнее, пассивного линейногодвухполюсника ) при приложении электрического переменного тока (см. также сложный расчет переменного тока ),
  • распространение электромагнитной волны в линии или в среде (см. также волновое сопротивление ). Когда волна распространяется, в этом сопротивлении не участвует ни один конкретный компонент, ни активное, ни реактивное сопротивление .

Оглавление

  • 1 Общие
  • 2 расчет
  • 3 приложения
  • 4 представление
  • 5 Согласование импеданса
  • 6 литературы
  • 7 веб-ссылок
  • 8 индивидуальных доказательств

Общий

Импеданс предпочтительно определяется как комплексная функция частоты . Это резюме двух утверждений:

  1. отношение амплитуд от синусоидальногопеременного напряжения к синусоидальному переменному току и
  2. сдвиг фазового угла между этими двумя величинами.

Оба свойства математически объединены, представляя импеданс как комплексную величину:

Z _ знак равно | Z _ | ⋅ е j φ <\ displaystyle <\ underline > = | <\ underline > | \ cdot e ^ <\ mathrm \ varphi>> <\ underline <Z data-lazy-src=

Z _ знак равно Р. + j Икс . <\ displaystyle <\ underline > = R + \ mathrm X \.> <\ underline <Z data-lazy-src=

В этом случае действительная часть — это часть импеданса, при которой сдвиг фазы не происходит; это всегда положительно. Мнимая часть — это часть, в которой происходит фазовый сдвиг на 90 °; он может быть положительным или отрицательным, — положительным, когда ток отстает от напряжения, — отрицательным, когда напряжение отстает от тока. Фазосдвигающая составляющая зависит от частоты, несмещающая фаза составляющая может быть либо частотно-зависимой, либо независимой; см. под ключевым словом электрическое сопротивление . Р. <\ displaystyle R> Икс <\ displaystyle X>

Обратная величина импеданса — это полная проводимость (комплексная проводимость). Y _ <\ displaystyle <\ underline >> <\ underline <Y data-lazy-src=

Импедансы и их разные названия

R i R a
Внутреннее сопротивление Внешнее сопротивление
Источник сопротивления Сопротивление нагрузки
Выходное сопротивление Входное сопротивление
Волновое сопротивление Согласующий резистор

\ подчеркнуть u

Импеданс — это отношение мгновенных значений комплексного переменного напряжения и комплекса переменного тока (для представления размера изменения в виде сложного размера изменения в виде комплексного расчета переменного тока ). ты _ <\ displaystyle <\ underline >> я _ <\ displaystyle <\ underline >>

Z _ знак равно ты _ я _ <\ displaystyle <\ underline > = <\ frac <\ underline > <\ underline >>> <\ displaystyle <\ underline <Z data-lazy-src=

Читайте также:  Вольт амперная характеристика источника тока для сварки

Z знак равно ты ^ я ^ знак равно U е ж ж Я. е ж ж . <\ displaystyle Z = <\ frac <\ hat > <\ hat <\ imath>>> = <\ frac >> >> >.> Z = <\ frac <\ hat <u data-lazy-src=

Импеданс важен для адаптации высокочастотных линий, а также для распространения волн в свободном пространстве. Если, например, входной импеданс устройства не соответствует импедансу линии, возникают отражения , которые уменьшают передачу энергии и могут привести к явлениям резонанса и, таким образом, к нелинейной частотной характеристике .

Электродинамические громкоговорители работают от переменного тока, поэтому индуктивное сопротивление встроенной звуковой катушки вызывает фазовый сдвиг между током и напряжением, который зависит от частоты. По этой причине мы говорим не о сопротивлении, а об импедансе динамика.

Если по кабелям передаются импульсы , омическое сопротивление кабеля мало связано с его сопротивлением. Здесь почти всегда важно избегать отражения импульсов на противоположном конце кабеля. Согласующий резистор, необходимый для этого, является практически реальным в случае линий без потерь, то есть омическим резистором. Это значение представляет собой характеристический импеданс и характеристическое сопротивление кабеля. В зависимости от потерь в линии на низких частотах они могут быть сложными и сильно зависеть от частоты. Его можно определить с помощью рефлектометрии во временной области .

В биологии импеданс можно использовать посредством измерения импеданса электрических клеток и субстратов для обнаружения изменений формы в клетках животных . В случае культур клеток in vitro электрический импеданс при фиксированной частоте задается как значение TEER .

Электрохимическая импедансная спектроскопия является важным методом исследования электрохимии , как в фундаментальных исследованиях, а также различных оптимизациями электрохимических применениях (. Например , хранение энергии , такие как батареи или топливных элементы , электрохимические датчики , такие как зонды. Кислород) используются.

презентация

Импеданс выражается в единицах Ом с символом Ω. В двух представлениях как сложной величине ее компоненты и их значение можно прочитать: Z _ <\ displaystyle <\ underline >> <\ underline <Z data-lazy-src=

Z _ знак равно Z е j φ знак равно Z ( потому что ⁡ φ + j грех ⁡ φ ) . <\ displaystyle <\ underline > = Z \ e ^ <\ mathrm \ varphi> = Z \ (\ cos \ varphi + \ mathrm \ sin \ varphi) \.><\ displaystyle <\ underline <Z data-lazy-src=

Z _ знак равно Р. + j Икс . <\ displaystyle <\ underline > = R + \ mathrm X \.><\ displaystyle <\ underline <Z data-lazy-src=

Векторная диаграмма показывает, как ведет себя компонент, Z _ <\ displaystyle <\ underline >> <\ underline <Z data-lazy-src=

Импеданс

Электри́ческий импеда́нс — комплексное сопротивление двухполюсника для гармонического сигнала. Это понятие ввёл физик и математик О. Хевисайд.

Содержание

Аналогия с сопротивлением

В отличие от резистора, электрическое сопротивление которого характеризует соотношение напряжения и тока на нём, попытка применения термина электрическое сопротивление к реактивным элементам (катушка индуктивности и конденсатор) приводит к тому, что сопротивление идеальной катушки индуктивности стремится к нулю, а сопротивление идеального конденсатора — к бесконечности.

Сопротивление никак не описывает реактивные свойства элементов потому, что оно рассматривается на постоянном токе, то есть на нулевой частоте, когда реактивные свойства не проявляются. В то же время в случае переменного тока свойства реактивных элементов существенно иные: напряжение на катушке индуктивности и ток через конденсатор не равны нулю, однако это поведение сопротивлением уже не описывается [1] . Было бы удобно иметь некоторую характеристику и для реактивных элементов, которая бы при любых условиях связывала ток и напряжение на них подобно сопротивлению.

Такую характеристику можно ввести, если рассмотреть свойства реактивных элементов при гармонических воздействиях на них. В этом случае ток и напряжение оказываются связаны некоей стабильной константой (подобной в некотором смысле сопротивлению), которая и получила название электрический импеданс (или просто импеданс). При рассмотрении импеданса используется комплексное представление гармонических сигналов, поскольку именно оно позволяет одновременно учитывать и амплитудные, и фазовые характеристики сигналов и систем.

Определение

\hat z(j \omega)\;

Импедансом называется отношение комплексной амплитуды напряжения гармонического сигнала, прикладываемого к двухполюснику, к комплексной амплитуде тока, протекающего через двухполюсник. При этом импеданс не должен зависеть от времени: если время t в выражении для импеданса не сокращается, значит для данного двухполюсника понятие импеданса не применимо.