empedans nasıl bulunur

Video: AC DEVRE ANALİZİ DERSLERİ: Empedans ve Reaktans

İçerik

formül
adımlar
Bölüm 1 / 2: Aktif ve Reaktif Empedansların Hesaplanması
Bölüm 2/2: Empedansın Hesaplanması
İpuçları

Empedans veya empedans, bir devrenin alternatif bir elektrik akımına karşı direncini ifade eder. Bu değer ohm cinsinden ölçülür. Bir devrenin toplam direncini hesaplamak için tüm aktif dirençlerin (dirençlerin) değerlerini ve bu devrede yer alan tüm indüktör ve kapasitörlerin empedansını bilmek gerekir ve değerleri akımın nasıl geçtiğine bağlı olarak değişir. devre değişiklikleri yoluyla. Empedans basit bir formül kullanılarak hesaplanabilir.

formül

Empedans Z = R veya x_Lveya x_C (eğer bir şey varsa)
Toplam direnç (seri bağlantı) Z = √ (R + X) (R ve bir X tipi mevcutsa)
Toplam direnç (seri bağlantı) Z = √ (R + (| X_L - X_C|)) (eğer R, X_L, X_C)
Toplam direnç (herhangi bir bağlantı) = R + jX (j hayali sayıdır √ (-1))
Direnç R = I / ΔV
Endüktif direnç X_L = 2πƒL = ωL
Kapasitif direnç X_C = / _2πƒL = / _ωL

adımlar

Bölüm 1 / 2: Aktif ve Reaktif Empedansların Hesaplanması

1 Empedans Z sembolü ile gösterilir ve ohm (ohm) cinsinden ölçülür. Bir elektrik devresinin veya tek bir elemanın empedansını ölçebilirsiniz. Empedans, bir devrenin alternatif elektrik akımına karşı direncini karakterize eder. Empedansa katkıda bulunan iki tür direnç vardır:
- Aktif direnç (R), elemanın malzemesine ve şekline bağlıdır. Dirençler en yüksek aktif dirence sahiptir, ancak devrenin diğer elemanları da düşük aktif dirence sahiptir.
- Reaktif direnç (X), elektromanyetik alanın büyüklüğüne bağlıdır. En yüksek reaktansa sahip olunan indüktörler ve kapasitörler.
2 Direnç, Ohm kanunu tarafından tanımlanan temel bir fiziksel niceliktir: ΔV = I * R. Bu formül, diğer ikisini biliyorsanız, üç miktardan herhangi birini hesaplamanıza izin verecektir. Örneğin, direnci hesaplamak için formülü aşağıdaki gibi yeniden yazın: R = I / ΔV. Direnci bir multimetre ile de ölçebilirsiniz.
- ΔV, volt (V) cinsinden ölçülen voltajdır (potansiyel fark).
- I, amper (A) cinsinden ölçülen akım gücüdür.
- R, ohm (ohm) cinsinden ölçülen dirençtir.
3 Reaktif direnç sadece AC devrelerinde oluşur. Direnç gibi, reaktans da ohm (ohm) cinsinden ölçülür. İki tür reaktans vardır:
- Endüktif direnç X_C devredeki akımın yönündeki değişikliği önleyen bir manyetik alan oluşturan indüktörlere sahiptir. Akımın yönü ne kadar hızlı değişirse, endüktif reaktans o kadar büyük olur.
- Kapasitans X_C elektrik yükünü depolayan kapasitörlere sahiptir. Devredeki akımın yönü değiştiğinde, kapasitör tekrar tekrar sıfırlanır ve bir elektrik yükü biriktirir. Kondansatör ne kadar uzun şarj olursa, kapasitif direnç o kadar büyük olur.Bu nedenle akımın yönü ne kadar hızlı değişirse kapasitif direnç o kadar düşük olur.
4 Endüktif reaktansı hesaplayın. Bu direnç, akımın yönünün değiştiği hız, yani akımın frekansı ile doğru orantılıdır. Bu frekans ƒ sembolü ile gösterilir ve hertz (Hz) olarak ölçülür. Endüktif reaktansın hesaplanması için formül: x_L = 2πƒLburada L, henry (H) cinsinden ölçülen endüktanstır.
- Endüktans L, indüktördeki dönüş sayısına bağlıdır. Endüktansı da ölçebilirsiniz.
- Birim çembere aşina iseniz, bir alternatif akım döngüsünün bu çemberin bir tam dönüşüne (2π radyan) eşit olduğunu hayal edin. Bu değeri hertz (birim/saniye) cinsinden ölçülen ƒ ile çarparsanız, saniyede radyan cinsinden ölçülen sonucu elde edersiniz. Açısal hız için bir ölçü birimidir ve ω ile gösterilir. Endüktif reaktansı hesaplamak için formülü şu şekilde yeniden yazabilirsiniz: X_L= ωL
5 Kapasitansı hesaplayın. Bu direnç, akımın yönünün değiştiği hız, yani akımın frekansı ile ters orantılıdır. Kapasitans hesaplama formülü: x_C = / _2πC... C, farad (F) cinsinden ölçülen bir kapasitörün kapasitansıdır.
- Elektrik kapasitansını ölçebilirsiniz.
- Bu formül aşağıdaki gibi yeniden yazılabilir: X_C = / _ωL (yukarıdaki açıklamalara bakın).

Bölüm 2/2: Empedansın Hesaplanması

1 Devre sadece dirençlerden oluşuyorsa, empedans aşağıdaki gibi hesaplanır. Önce her bir direncin direncini ölçün veya devre şemasındaki direnç değerlerine bakın.
- Dirençler seri bağlanırsa, empedans R = R₁ + R₂ + R₃...
- Dirençler paralel bağlanırsa, empedans R = / _r₁ + / _r₂ + / _r₃ ...
2 Aynı reaktansları toplayın. Devre yalnızca indüktörler veya yalnızca kapasitörler içeriyorsa, empedans, reaktansların toplamına eşittir. Bunu şöyle hesaplayın:
- Bobinlerin seri bağlantısı: X_Toplam = X_L1 + X_L2 + ...
- Kondansatörlerin seri bağlantısı: C_Toplam = X_C1 + X_C2 + ...
- Bobinlerin paralel bağlantısı: X_Toplam = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
- Kondansatörlerin paralel bağlantısı: C_Toplam = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)
3 Toplam reaktansı elde etmek için endüktif ve kapasitif reaktansları çıkarın. Bir tür dirençte bir artışla diğeri azaldığından, kural olarak birbirlerini telafi ederler. Toplam reaktansı bulmak için, düşük direnci büyük olandan çıkarın.
- Veya şu formülü kullanın: X_Toplam = | X_C - X_L|
4 Seri devredeki empedansı ve reaktansı hesaplayın. Bu değerleri zamanla değişeceği için sadece ekleyemezsiniz, maksimum değerlerine farklı zamanlarda ulaşırsınız. Bu nedenle, formülü kullanın:Z = √ (R + X).
- Bu formülle yapılan hesaplamalar vektörlerin kullanımını içerir, ancak R ve X'i bir dik üçgenin bacakları ve Z direncini hipotenüs olarak temsil ederek Pisagor teoremini kullanabilirsiniz.
5 Paralel devrede empedansı ve reaktansı hesaplayın. Bu durumda, karmaşık sayılar kullanılır (hem direnç hem de reaktansa sahip paralel bir devrede empedansı hesaplamanın tek yolu budur).
- Z = R + jX, burada j sanal birimdir: √ (-1). Hayali birimi (j) amper (I) ile karıştırmamak için i yerine j kullanın.
- Bu numaraları ekleyemezsiniz. Örneğin empedans 60 ohm + j120 ohm olarak gösterilebilir.
- Ardışık iki zinciriniz varsa, doğal sayıları ayrı ayrı ve karmaşık sayıları ayrı ayrı ekleyebilirsiniz. Örneğin, eğer Z₁ = 60 Ohm + j120 Ohm ve bu devreye seri olarak Z'li bir direnç bağlanır₂ = 20Ω, sonra Z_Toplam = 80Ω + j120Ω.