Spoznajte električno impedanco in njeno uporabo

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Izraz impedanca se pogosto uporablja, če nekdo priključi zvočnik ( ojačevalnik ) za avdio sistem je običajno število ohmov, ki se redno tiskajo ob številnih vhodih ali v izhodni vtičnici. Čeprav je lastnost impedance manj razumljiva, se beseda impedanca v mnogih inženirskih disciplinah uporablja kot nasprotnik opravljenega dela. Kakor koli že, ta članek se nanaša zlasti na električno impedanco, ki opisuje kombinirani učinek upora (R), induktivne reaktance (XL) in kapacitivne reaktancije (XC) v izmeničnem tokokrogu, ne glede na to, ali se pojavlja v eni sami komponenti ali v celotnem vezje.

Kaj je električna impedanca?

Električna impedanca (na kratko znana tudi kot »impedanca«) je dodatek k definiciji odpornosti na izmenični tok (AC). To pomeni, da impedanca vključuje tako upor (nasprotovanje električnega toka, ki povzroča toploto) kot tudi reaktanco (merilo takšnega nasprotnega toka se izmenjuje) - podrobneje opozicijo ob električnih tokovih. V enosmerni tok (DC), električna impedanca je enaka kot upor, le da ne velja v izmeničnih tokokrogih.




Električna impedanca

Električna impedanca

Impedanca se lahko razlikuje tudi od upora, kadar enosmerni tokokrog spremeni tok na tak ali drugačen način - podobno kot odpiranje in zapiranje električnega stikala , kot je opaziti v računalnikih, ko odpirajo in zapirajo stikala, ki predstavljajo enote in ničle (binarni jezik). Nasprotno od impedance je sprejemnost, ki je merilo dovoljenega toka. Slika na levi je zapletena ravnina impedance, v kateri je impedanca predstavljena z Z, upor je prikazan kot R, reaktanca pa z X.



Električna impedančna tomografija (EIT)

Temeljno načelo električne impedančne tomografije (EIT) je podobno tomografiji z električnim uporom (ERT), tako da se izvede več meritev na obodu procesne posode ali cevi, da se dobijo informacije o električnih lastnostih procesne prostornine.

Električna impedančna tomografija

Električna impedančna tomografija

Električna impedančna tomografija (EIT) je neinvazivna medicinska slikovna metoda, pri kateri je podatek o prevodnosti ali propustnosti dela telesa naključen pri meritvah površinskih elektrod. Električna prevodnost je odvisna od vsebnosti prostih ionov in se bistveno razlikuje med različnimi biološkimi tkivi (absolutni EIT) ali različnimi praktičnimi stanji enega in drugih podobnih tkiv ali organov (relativni ali funkcionalni EIT). Večina sistemov EIT uporablja majhne nepravilne tokove z eno samo frekvenco, vendar nekateri sistemi EIT uporabljajo različne frekvence, da bi bolje razlikovali med običajnim in domnevnim nenormalnim tkivom v istem organu (multifrekvenčna EIT ali spektroskopija električne impedance).

Kompleksna impedanca

Upor z vrednostjo R ima impedanco R ohmov, realno število. Idealen induktor ima zapleteno impedanco


Z = j2πfL

Kjer je 'f' frekvenca v Hertzu, L pa induktivnost v Henriesu. Namišljeno je, ker lahko idealen induktor preprosto shrani in sprosti električno energijo. Ne more ga odvajati kot toploto kot upor. Podobno ima idealen kondenzator kompleksno impedanco

Z = -j / 2πfc

Kjer je 'C' kapacitivnost v faradah.

Uporaba kompleksne impedance

Obnašanje impedance izmeničnega tokokroga z različnimi komponentami hitro postane neobvladljivo, če se za prikaz napetosti in toka uporabljajo sinusi in kosinusi. Matematična zgradba, ki olajša uporabo kompleksnih eksponentnih funkcij. Nujni deli strategije so naslednji

Matematično razmerje, na katerem temelji tehnika

ejωt = cosωt + sinωt

Realni del kompleksne eksponentne funkcije lahko uporabimo za predstavitev izmenične napetosti ali toka.

V = Vm COSωt

I = Im COS (ωt-φ)

Impedanco lahko nato izrazimo kot kompleksen eksponent

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Impedanco posameznih elementov vezja lahko nato izrazimo kot čisto realno ali namišljeno število.

R –j / ωc jωL

Kompleksna impedanca za RL in RC

Uporaba kompleksne impedance je pomembna tehnika za ravnanje z večkomponentnimi izmeničnimi tokokrogi. Če uporabimo kompleksno ravnino z uporom vzdolž realne osi, se reaktanca kondenzatorja in induktorja obravnava kot namišljena števila. Za serijske kombinacije komponent, kot so kombinacije RL in RC, se vrednosti komponent dodajo, kot da bi bile komponente vektorja. Zdaj je prikazana kartezijanska oblika kompleksne impedance. Zapišemo jih lahko tudi v polarni obliki. Impedance v kombiniranih vezjih, kot je RLC vzporedno vezje .

Kompleksna impedanca za RL in RC

Kompleksna impedanca za RL in RC

Odpornost in odziv

Upor je v osnovi trenje proti gibanju elektronov. Tam je do neke mere v vseh vodnikih (razen v superprevodnikih!), Predvsem pa v uporih. Ko gre izmenični tok skozi upor, se tvori padec napetosti, ki je v fazi s tokom. Upor matematično simbolizira črka “R” in se meri v enoti ohmov (Ω).

Krog odpornosti in odpornosti

Krog odpornosti in odpornosti

Reaktanca je v bistvu neaktivna proti gibanju elektronov. Prisotna je povsod, kjer so električna ali magnetna polja razvita sorazmerno z uporabljeno napetostjo ali tokom, ustrezno, predvsem pa v kondenzatorjih in induktorjih. Ko gre izmenični tok skozi čisto reaktanco, nastane padec napetosti - ki je 90-odstotno v fazi s tokom. Reaktanca je matematično simbolizirana s črko 'X' in se meri v enoti ohmov (Ω).

Uporabe impedance

Impedanca in odpornost imata aplikacije, ne glede na to, ali obstajata v vaši hiši. Električno energijo vaše hiše nadzoruje plošča, v kateri so varovalke. Ko pridete do električnega udara, so varovalke tam, da prekinejo napajanje, tako da je poškodba čim manjša. Vaši varovalke so podobne uporom zelo velike zmogljivosti, ki lahko prevzamejo udarec. Brez njih bi se električni sistem vaše hiše sprl in morali bi ga nadoknaditi iz nič

Ta problem je mogoče rešiti s pomočjo impedance in upora. Druga situacija, v kateri je impedanca pomembna, je v kondenzatorjih. V kondenzatorjih se impedanca uporablja za upravljanje pretoka električne energije v vezju. Brez kondenzatorjev, ki krmilijo in prilagajajo električni tok, se bo vaša elektronika, ki uporablja izmenični tok, bodisi ocvrla ali razbesnela. Ker izmenični tok oddaja elektriko z nihajočim impulzom, morajo obstajati vrata, ki zadržujejo vso elektriko in jo gladko pustijo, tako da električni tokokrog ni preobremenjen ali preobremenjen.

V tem članku obravnavamo teorijo električnih vezij in koncepte EIT (električna impedančna tomografija) ter njihove principe delovanja, kompleksno impedanco, uporabo kompleksne impedance, kompleksno impedanco za koncepte RL in RC vezij ter reaktanco in upor. Končno aplikacije električne impedance. Poleg tega za kakršna koli vprašanja v zvezi s tem konceptom oz električni in elektronski projekti , prosimo, dajte svoje dragocene predloge s komentarjem v spodnjem oddelku za komentarje. Tukaj je vprašanje za vas, kakšne so uporabe električne impedance ?

Zasluge za fotografije:

  • Električna impedanca bhs4
  • Električna impedančna tomografija wikimedia
  • Kompleksna impedanca za RL in RC phy-astr
  • Odpornost in odziv sa.edu