Термин импеданс обычно используется, если кто-то подключает громкоговоритель ( усилитель мощности ) для аудиосистемы это обычно количество Ом, которое регулярно выводится рядом со многими входами или выходным разъемом. Хотя свойство импеданса менее изучено, слово «импеданс» используется во многих инженерных дисциплинах для обозначения противников выполненной работы. В любом случае, эта статья относится, в частности, к электрическому импедансу, который описывает комбинированный эффект сопротивления (R), индуктивного реактивного сопротивления (XL) и емкостного реактивного сопротивления (XC) в цепи переменного тока, происходит ли это в отдельном компоненте или во всем схема.

Что такое электрическое сопротивление?

Электрический импеданс (также известный как «импеданс» в сокращении) - это добавление к определению сопротивления переменному току (AC). Это означает, что импеданс включает в себя как сопротивление (противодействие электрическому току, вызывающему нагрев), так и реактивное сопротивление (мера такого противодействия чередующемуся току) - в частности, противодействие, прилегающее к электрическим токам. в постоянный ток (Постоянного тока), электрическое сопротивление такое же, как сопротивление, за исключением того, что оно не выполняется в цепях переменного тока.

Электрический импеданс

Импеданс также может отличаться от сопротивления, когда цепь постоянного тока изменяет поток тем или иным образом - аналогично открытие и закрытие электрического выключателя , как это наблюдается в компьютерах, когда они открывают и закрывают переключатели для представления единиц и нулей (двоичный язык). Противоположным импедансу является проводимость, которая является мерой допустимого тока. Рисунок слева представляет собой плоскость комплексного импеданса, на которой импеданс обозначен буквой Z, сопротивление обозначено R, а реактивное сопротивление обозначено X.

Электроимпедансная томография (EIT)

Фундаментальный принцип электроимпедансной томографии (EIT) сродни томографии электрического сопротивления (ERT), так как несколько измерений на периферии технологической емкости или трубы выполняются и объединяются для получения информации об электрических свойствах технологического объема.

Электроимпедансная томография

Электроимпедансная томография (EIT) - это неинвазивный метод медицинской визуализации, при котором показатель проводимости или диэлектрической проницаемости части тела является случайным на основе измерений поверхностного электрода. Электропроводность зависит от содержания свободных ионов и значительно различается между разными биологическими тканями (абсолютная EIT) или разными практическими состояниями одной и других подобных тканей или органов (относительная или функциональная EIT). Большинство систем EIT применяют небольшие нерегулярные токи на одной частоте, однако некоторые системы EIT используют разные частоты, чтобы лучше различать обычную и предполагаемую патологическую ткань в одном органе (многочастотная EIT или спектроскопия электрического импеданса).

Комплексный импеданс

Резистор номиналом R имеет действительное число R Ом. Идеальный индуктор имеет комплексное сопротивление

Z = j2πfL

Где «f» - частота в Герцах, а L - индуктивность в Генри. Это мнимо, потому что идеальный индуктор может просто накапливать и выделять электрическую энергию. Он не может рассеивать его как тепло, как резистор. Точно так же идеальный конденсатор имеет комплексное сопротивление

Z = -j / 2πfc

Где «C» - емкость в фарадах.

Использование комплексного импеданса

Поведение импеданса цепи переменного тока с различными компонентами быстро становится неуправляемым, если для представления напряжения и тока используются синусы и косинусы. Математическая конструкция, упрощающая использование сложных экспоненциальных функций. Необходимые части стратегии заключаются в следующем.

Математические отношения, лежащие в основе техники

ejωt = cosωt + sinωt

Действительная часть комплексной экспоненциальной функции может использоваться для представления переменного напряжения или тока.

V = Vm COSωt

I = Im COS (ωt-φ)

Тогда импеданс можно выразить в виде комплексной экспоненты.

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Тогда полное сопротивление отдельных элементов схемы может быть выражено как чисто действительные или мнимые числа.

R –j / ωc jωL

Комплексный импеданс для RL и RC

Использование комплексного импеданса - важный метод работы с многокомпонентными цепями переменного тока. Если используется комплексная плоскость с сопротивлением вдоль действительной оси, тогда реактивное сопротивление конденсатора и катушки индуктивности рассматривается как мнимые числа. Для серийных комбинаций компонентов, таких как комбинации RL и RC, значения компонентов добавляются, как если бы они были компонентами вектора. Теперь показана декартова форма комплексного импеданса. Их также можно записать в полярной форме. Импедансы в комбинированных цепях, таких как Параллельная цепь RLC .

Комплексный импеданс для RL и RC

Сопротивление и реактивность

Сопротивление - это, по сути, трение против движения электронов. В той или иной степени он присутствует во всех проводниках (кроме сверхпроводников!), И особенно в резисторах. Когда переменный ток проходит через сопротивление, образуется падение напряжения, синфазное с током. Сопротивление математически обозначается буквой «R» и измеряется в омах (Ом).

Цепь сопротивления и реактивного сопротивления

Реактивное сопротивление практически не действует против движения электронов. Он присутствует везде, где электрические или магнитные поля развиваются пропорционально приложенному напряжению или току, соответственно, но в первую очередь в конденсаторах и катушках индуктивности. Когда переменный ток проходит через чистое реактивное сопротивление, возникает падение напряжения, которое на 90 ° не совпадает по фазе с током. Реактивное сопротивление математически обозначается буквой «X» и измеряется в единицах Ом (Ом).

Применение импеданса

И сопротивление, и сопротивление имеют свои применения, считаете вы это или нет, оба они существуют в вашем собственном доме. Электричество в вашем доме контролируется панелью с предохранителями. Когда вы испытываете скачок напряжения, предохранители прерывают подачу электроэнергии и сводят к минимуму травмы. Ваши предохранители похожи на резисторы очень большой емкости, которые способны выдержать удар. Без них электрическая система вашего дома перегорит, и вам придется восстанавливать ее с нуля.

Эту проблему можно решить благодаря импедансу и сопротивлению. Другая ситуация, в которой сопротивление имеет значение, - это конденсаторы. В конденсаторах импеданс используется для управления потоком электричества в печатной плате. Без конденсаторов, управляющих и регулируемого электрического потока, ваша электроника, использующая переменный ток, либо взорвет, либо сойдет с ума. Поскольку переменный ток доставляет электричество с колеблющимся импульсом, должен быть затвор, который сдерживает все электричество и позволяет ему плавно проходить, чтобы электрическая схема не перегружен и не недогружен.

“основные компоненты электроники и их функции ”

В этой статье мы обсуждаем теорию электрических цепей и концепции EIT (электроимпедансной томографии) и их принципы работы, комплексное сопротивление, использование комплексного импеданса, комплексное сопротивление для концепций цепей RL и RC, а также реактивное сопротивление и сопротивление. Наконец, применения электрического импеданса. Кроме того, по любым вопросам относительно этой концепции или электротехнические и электронные проекты , пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, каковы применения электрического импеданса ?

Фото: