Come trovare l'impedenza

Video: Come collegare diffusori audio: il Concetto di Impedenza.

Contenuto

Formula
Passi
Parte 1 di 2: Calcolo delle impedenze attive e reattive
Parte 2 di 2: Calcolo dell'impedenza
Consigli

L'impedenza, o impedenza, si riferisce alla resistenza di un circuito a una corrente elettrica alternata. Questo valore è misurato in ohm. Per calcolare la resistenza totale di un circuito, è necessario conoscere i valori di tutte le resistenze attive (resistenze) e l'impedenza di tutti gli induttori e condensatori inclusi in questo circuito, e i loro valori cambiano a seconda di come passa la corrente attraverso il circuito cambia. L'impedenza può essere calcolata utilizzando una semplice formula.

Formula

Impedenza Z = R o X_lo X_C (se una cosa è presente)
Resistenza totale (connessione seriale) Z = (R + X) (se R e un tipo X sono presenti)
Resistenza totale (connessione seriale) Z = √ (R + (| X_l - X_C|)) (se R, X_l, X_C)
Resistenza totale (qualsiasi connessione) = R + jX (j è il numero immaginario √ (-1))
Resistenza R = I / ΔV
Resistenza induttiva X_l = 2πƒL = ωL
Resistenza capacitiva X_C = / _2πƒL = / _L

Passi

Parte 1 di 2: Calcolo delle impedenze attive e reattive

1 L'impedenza è indicata dal simbolo Z e si misura in ohm (ohm). È possibile misurare l'impedenza di un circuito elettrico o di un singolo elemento. L'impedenza caratterizza la resistenza di un circuito alla corrente elettrica alternata. Ci sono due tipi di resistenza che contribuiscono all'impedenza:
- La resistenza attiva (R) dipende dal materiale e dalla forma dell'elemento. I resistori hanno la resistenza attiva più alta, ma anche altri elementi del circuito hanno una resistenza attiva bassa.
- La resistenza reattiva (X) dipende dall'ampiezza del campo elettromagnetico. La reattanza più alta è posseduta da induttori e condensatori.
2 La resistenza è una grandezza fisica fondamentale descritta dalla legge di Ohm: ΔV = I * R. Questa formula ti permetterà di calcolare una qualsiasi delle tre quantità se conosci le altre due. Ad esempio, per calcolare la resistenza, riscrivi la formula come segue: R = I / ΔV. Puoi anche misurare la resistenza con un multimetro.
- ΔV è la tensione (differenza di potenziale) misurata in volt (V).
- I è la forza attuale, misurata in ampere (A).
- R è la resistenza misurata in ohm (ohm).
3 La resistenza reattiva si verifica solo nei circuiti CA. Come la resistenza, la reattanza viene misurata in ohm (ohm). Esistono due tipi di reattanza:
- Resistenza induttiva X_C hanno induttanze che creano un campo magnetico che impedisce il cambio di direzione della corrente nel circuito. Più velocemente cambia la direzione della corrente, maggiore è la reattanza induttiva.
- Capacità X_C hanno condensatori che immagazzinano una carica elettrica. Quando la direzione della corrente nel circuito cambia, il condensatore si azzera ripetutamente e accumula una carica elettrica. Più a lungo il condensatore si carica, maggiore è la resistenza capacitiva.Pertanto, più velocemente cambia la direzione della corrente, minore è la resistenza capacitiva.
4 Calcola la reattanza induttiva. Questa resistenza è direttamente proporzionale alla velocità con cui cambia la direzione della corrente, cioè la frequenza della corrente. Questa frequenza è indicata dal simbolo ed è misurata in hertz (Hz). Formula per il calcolo della reattanza induttiva: X_l = 2πƒLdove L è l'induttanza misurata in Henry (H).
- L'induttanza L dipende dal numero di spire dell'induttore. Puoi anche misurare l'induttanza.
- Se hai familiarità con il cerchio unitario, immagina che un ciclo di corrente alternata sia uguale a una rotazione completa di questo cerchio (di 2π radianti). Se moltiplichi questo valore per , che viene misurato in hertz (unità al secondo), ottieni il risultato, misurato in radianti al secondo. È un'unità di misura della velocità angolare ed è indicata con . Puoi riscrivere la formula per calcolare la reattanza induttiva in questo modo: X_l= L
5 Calcola la capacità. Questa resistenza è inversamente proporzionale alla velocità con cui cambia la direzione della corrente, cioè la frequenza della corrente. Formula per il calcolo della capacità: X_C = / _2πƒC... C è la capacità di un condensatore, misurata in farad (F).
- Puoi misurare la capacità elettrica.
- Questa formula può essere riscritta come segue: X_C = / _L (vedi spiegazioni sopra).

Parte 2 di 2: Calcolo dell'impedenza

1 Se il circuito è costituito esclusivamente da resistori, l'impedenza viene calcolata come segue. Per prima cosa misurare la resistenza di ciascun resistore o vedere i valori di resistenza sullo schema elettrico.
- Se i resistori sono collegati in serie, l'impedenza R = R₁ + R₂ + R₃...
- Se i resistori sono collegati in parallelo, l'impedenza R = / _R₁ + / _R₂ + / _R₃ ...
2 Somma le stesse reattanze. Se il circuito contiene solo induttanze o esclusivamente condensatori, l'impedenza è uguale alla somma delle reattanze. Calcolalo in questo modo:
- Collegamento in serie delle bobine: X_totale = X_L1 + X_L2 + ...
- Collegamento in serie dei condensatori: C_totale = X_do1 + X_do2 + ...
- Collegamento in parallelo delle bobine: X_totale = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
- Collegamento in parallelo di condensatori: C_totale = 1 / (1 / X_do1 + 1 / X_do2 ...)
3 Sottrai le reattanze induttive e capacitive per ottenere la reattanza totale. Poiché con un aumento di un tipo di resistenza, l'altro diminuisce, di regola si compensano a vicenda. Per trovare la reattanza totale, sottrarre la resistenza minore da quella maggiore.
- Oppure usa la formula: X_totale = | X_C - X_l|
4 Calcola l'impedenza e la reattanza nel circuito in serie. Non puoi semplicemente aggiungere questi valori, poiché cambiano nel tempo, ma raggiungono i loro valori massimi in momenti diversi. Pertanto, usa la formula:Z = √ (R + X).
- I calcoli con questa formula comportano l'uso di vettori, ma puoi usare il teorema di Pitagora rappresentando R e X come i cateti di un triangolo rettangolo e la resistenza Z come ipotenusa.
5 Calcola l'impedenza e la reattanza nel circuito parallelo. In questo caso vengono utilizzati numeri complessi (questo è l'unico modo per calcolare l'impedenza in un circuito parallelo che ha sia resistenza che reattanza).
- Z = R + jX, dove j è l'unità immaginaria: (-1). Utilizzare j invece di i per evitare di confondere l'unità immaginaria (j) con l'amperaggio (I).
- Non puoi aggiungere questi numeri. Ad esempio, l'impedenza può essere rappresentata come 60 ohm + j120 ohm.
- Se hai due catene consecutive, puoi aggiungere separatamente i numeri naturali e quelli complessi separatamente. Ad esempio, se Z₁ = 60 Ohm + j120 Ohm, e un resistore con Z è collegato in serie a questo circuito₂ = 20Ω, quindi Z_totale = 80Ω + j120Ω.