Termenul de impedanță este frecvent utilizat dacă cineva conectează un difuzor ( amplificator ) pentru un sistem audio este în mod normal un număr de Ohmi, tipărit în mod regulat lângă multe intrări sau la o priză de ieșire. Deși proprietatea impedanței este mai puțin înțeleasă, cuvântul impedanță este utilizat în multe discipline de inginerie pentru a se numi un oponent la munca realizată. Oricum, acest articol se referă în special la impedanța electrică, care descrie un efect combinat de rezistență (R), reactanță inductivă (XL) și reactanță capacitivă (XC) într-un circuit de curent alternativ, indiferent dacă are loc într-o singură componentă sau într-un întreg circuit.

Ce este Impedanța electrică?

Impedanța electrică (cunoscută și sub numele de „impedanță” pe scurt) este o adăugire a definiției rezistenței la un curent alternativ (AC). Aceasta înseamnă că impedanța include atât rezistența (opoziția curentului electric care provoacă căldură), cât și reactanța (o măsură a unui astfel de curent opozițional alternativ) - în detaliu, opoziția adiacentă curenților electrici. În curent continuu (DC), impedanța electrică este aceeași cu rezistența, cu excepția faptului că nu este valabilă în circuitele de curent alternativ.

Impedanță electrică

Impedanța poate fi, de asemenea, diferită de rezistență atunci când un circuit de curent continuu schimbă fluxul într-un fel sau altul - similar cu deschiderea și închiderea unui întrerupător electric , așa cum se observă în computere atunci când deschid și închid comutatoarele pentru a reprezenta unele și zerouri (limbaj binar). Opusul impedanței este admiterea, care este măsura admisiunii curentului. Figura din stânga este un plan de impedanță complex, în care impedanța este reprezentată de un Z, rezistența este descrisă ca R, iar reactanța este reprezentată cu X.

Tomografie cu impedanță electrică (EIT)

Principiul fundamental al tomografiei cu impedanță electrică (EIT) este asemănător tomografiei cu rezistență electrică (ERT), astfel încât mai multe măsurători la periferia unui vas sau tub de proces sunt luate și combinate pentru a oferi informații despre proprietățile electrice ale volumului procesului.

Tomografie cu impedanță electrică

Tomografia cu impedanță electrică (EIT) este o metodă de imagistică medicală neinvazivă în care o figură a conductivității sau permitivității unei părți a corpului este incidentă din măsurătorile electrodului de suprafață. Conductivitatea electrică depinde de conținutul de ioni liberi și diferă semnificativ între diferite țesuturi biologice (EIT absolut) sau stări practice diferite ale unuia și altor țesuturi sau organe similare (EIT relativ sau funcțional). Majoritatea sistemelor EIT aplică curenți neregulați mici la o singură frecvență, cu toate acestea, unele sisteme EIT utilizează diverse frecvențe pentru a discrimina mai bine între țesutul anormal obișnuit și suspectat în cadrul aceluiași organ (multifrecvență-EIT sau spectroscopie de impedanță electrică).

Impedanță complexă

Un rezistor cu o valoare R are o impedanță de R ohmi, un număr real. Un inductor ideal are o impedanță complexă de

Z = j2πfL

Unde ‘f’ este frecvența în Hertz și L este inductanța în Henries. Este imaginar, deoarece un inductor ideal poate stoca și elibera pur și simplu energie electrică. Nu o poate disipa ca o căldură ca un rezistor. În mod similar, un condensator ideal are o impedanță complexă de

Z = -j / 2πfc

Unde „C” este capacitatea în farade.

Utilizarea impedanței complexe

Comportamentul impedanței unui circuit de curent alternativ cu diferite componente devine rapid imposibil de gestionat dacă sinusurile și cosinusurile sunt utilizate pentru a prezenta tensiunile și curentul. O construcție matematică care facilitează utilizarea complexă a funcțiilor exponențiale complexe. Părțile necesare ale strategiei sunt următoarele

Relația matematică care stă la baza tehnicii

ejωt = cosωt + sinωt

Partea reală a unei funcții exponențiale complexe poate fi utilizată pentru a reprezenta o tensiune sau un curent alternativ.

V = Vm COSωt

I = Im COS (ωt-φ)

Impedanța poate fi apoi exprimată ca exponențială complexă

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Impedanța elementelor individuale ale circuitului poate fi apoi exprimată ca numere reale sau imaginare pure.

R –j / ωc jωL

Impedanță complexă pentru RL și RC

Utilizarea impedanței complexe este o tehnică semnificativă pentru manipularea circuitelor de curent alternativ cu mai multe componente. Dacă se folosește un plan complex cu rezistență de-a lungul axei reale, atunci reactanța unui condensator și a unui inductor sunt tratate ca numere imaginare. Pentru combinațiile în serie ale componentelor, cum ar fi combinațiile RL și RC, valorile componentelor sunt adăugate ca și cum ar fi componente ale unui vector. Se arată acum forma carteziană a impedanței complexe. Ele pot fi, de asemenea, scrise în formă polară. Impedanțe în circuite combinate precum Circuit paralel RLC .

Impedanță complexă pentru RL și RC

Rezistență și reactanță

Rezistența este în mod fundamental frecare împotriva mișcării electronilor. Se află într-o oarecare măsură în toate conductoarele (cu excepția supraconductoarelor!) Și mai ales în rezistențe. Când curentul alternativ trece printr-o rezistență, se formează o cădere de tensiune care este în fază cu curentul. Rezistența este simbolizată matematic prin litera „R” și se măsoară în unitatea de ohmi (Ω).

Circuit de rezistență și reactanță

Reactanța este în esență inactivă împotriva mișcării electronilor. Este prezent oriunde câmpurile electrice sau magnetice sunt dezvoltate proporțional cu tensiunea sau curentul aplicat, în mod corespunzător, dar mai ales în condensatori și inductoare. Când curentul alternativ trece printr-o reactanță pură, se produce o cădere de tensiune - care este defazată la 90o față de curent. Reactanța este simbolizată matematic prin litera „X” și se măsoară în unitatea de ohmi (Ω).

Aplicații ale impedanței

Impedanța și rezistența au ambele aplicații, indiferent dacă o considerați sau nu, ambele există în propria casă. Electricitatea casei dvs. este controlată de un panou care are siguranțe. Când treceți printr-o supratensiune electrică, siguranțele sunt acolo pentru a întrerupe alimentarea, astfel încât rănirea să fie minimizată. Siguranțele dvs. sunt similare cu rezistențele de mare capacitate, care sunt capabile să ia lovitura. Fără ele, sistemul electric al casei tale s-ar prăji și ar trebui să îl compui de la zero

Această problemă poate fi rezolvată datorită impedanței și rezistenței. O altă situație în care impedanța are importanță este în condensatoare. În condensatoare, impedanța este utilizată pentru a gestiona fluxul de energie electrică într-o placă de circuit. Fără controlul condensatorilor și debitul electric adaptabil, dispozitivele electronice care utilizează curenți alternativi se vor prăji sau vor fi berserk. Deoarece curentul alternativ furnizează electricitate la un impuls fluctuant, trebuie să existe o poartă care să rețină toată energia electrică și să o lase să meargă lin, astfel încât circuitul electric nu este supraîncărcat sau subîncărcat.

“cum funcționează o diodă emitentă de lumină ”

În acest articol, am discutat teoria circuitului electric și conceptele EIT (tomografie cu impedanță electrică) și principiile lor de lucru, impedanța complexă, utilizarea impedanței complexe, impedanța complexă pentru conceptele circuitelor RL și RC și reactanța și rezistența. În cele din urmă aplicații de impedanță electrică. În plus, pentru orice întrebări referitoare la acest concept sau proiecte electrice și electronice , vă rugăm să oferiți sugestiile dvs. valoroase comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru tine, care sunt aplicațiile unei impedanțe electrice ?

Credite foto: