Mis on elektriline impedants?

Alalisvooluahelates mängib olulist rolli takistus R. Mis puudutab sinusoidseid vahelduvvooluahelaid, siis seda ei saa teha ainult ühe aktiivtakistusega. Tegelikult, kui alalisvooluahelates on võimsused ja induktiivsused märgatavad ainult siirdeprotsesside ajal, siis vahelduvvooluahelates avalduvad need komponendid palju olulisemalt.

Seetõttu võetakse vahelduvvooluahelate adekvaatseks arvutamiseks kasutusele mõiste "elektriline impedants" - Z või kaheotsalise võrgu kompleksne (kogu)takistus harmoonilisele signaalile. Mõnikord öeldakse lihtsalt "impedants", jättes sõna "elektriline".

Impedantsi mõiste võimaldab teil rakendada Ohmi seadus vahelduvvoolu siinusvooluahelate lõikudele... Kahe otsaga (laadiva) induktiivkomponendi avaldumine toob kaasa voolu mahajäämuse pingest antud sagedusel ja mahtuvusliku komponendi avaldumine - pinge mahajäämuseni voolust. Aktiivne komponent ei põhjusta viivitust voolu ja pinge vahel, toimides sisuliselt samamoodi nagu alalisvooluahelas.

Mahtuvuslikke ja induktiivseid komponente sisaldavat impedantsi komponenti nimetatakse reaktiivkomponendiks X. Graafiliselt saab impedantsi aktiivkomponendi R joonistada oX-teljel ja reaktiivkomponenti oY-teljel, siis saab impedantsi tervikuna. kujutatakse kompleksarvu kujul, kus j on imaginaarühik (imaginaarühik ruudus on miinus 1).

Sel juhul on selgelt näha, et reaktiivkomponendi X saab lagundada mahtuvuslikeks ja induktiivseteks komponentideks, millel on vastupidine suund, see tähendab, et voolufaasile on vastupidine mõju: induktiivse komponendi ülekaaluga impedants vooluahela kui terviku väärtus on positiivne, see tähendab, et vooluahela vool jääb pingest maha, kuid kui domineerib mahtuvuslik komponent, siis jääb pinge voolust maha.

Skemaatiliselt on see kahe terminaliga võrk antud kujul kujutatud järgmiselt:

Põhimõtteliselt saab sarnasele kujule taandada mis tahes lineaarse kahe pordiga võrguskeemi. Siin saab määrata aktiivkomponendi R, mis ei sõltu voolusagedusest, ja reaktiivkomponendi X, mis sisaldab mahtuvuslikku ja induktiivset komponenti.

Graafilisest mudelist, kus takistused on kujutatud vektoritega, on selge, et impedantsi moodul sinusoidse voolu antud sageduse korral arvutatakse vektori pikkusena, mis on vektorite X ja R summa. mõõdetakse oomides.

Praktiliselt võib siinuste vahelduvvooluahelate impedantsi kirjeldustest leida selliseid mõisteid nagu «koormuse aktiivne-induktiivne olemus» või «aktiivne-mahtuvuslik koormus» või «puhtalt aktiivne koormus». See tähendab järgmist:

• Kui ahelas valitseb induktiivsuse L mõju, siis on reaktiivkomponent X positiivne, aktiivkomponent R aga väike — see on induktiivne koormus. Induktiivkoormuse näide on induktiivpool.

• Kui vooluringis domineerib mahtuvuse C mõju, siis reaktiivkomponent X on negatiivne, aktiivkomponent R aga väike — see on mahtuvuslik koormus. Mahtuvusliku koormuse näide on kondensaator.

• Kui vooluringis domineerib aktiivtakistus R, samas kui reaktiivkomponent X on väike, on tegu aktiivse koormusega. Aktiivse koormuse näide on hõõglamp.

• Kui vooluahelas on aktiivne komponent R oluline, kuid induktiivne komponent domineerib mahtuvusliku komponendi suhtes, see tähendab, et reaktiivne komponent X on positiivne, nimetatakse koormust aktiiv-induktiivseks. Aktiiv-induktiivse koormuse näide on asünkroonmootor.

• Kui aktiivne komponent R ahelas on oluline, samas kui mahtuvuslik komponent on ülekaalus induktiivse komponendi suhtes, see tähendab, et reaktiivne komponent X on negatiivne, nimetatakse koormust aktiivne-mahtuvuslikuks. Aktiivmahtuvusliku koormuse näide on luminofoorlambi toide.

Vaata ka:Mis on võimsustegur (koosinus Phi)