Termen impedans används ofta om någon ansluter en högtalare ( förstärkare ) till ett ljudsystem är det normalt ett antal ohm, som regelbundet skrivs ut bredvid många ingångar eller ett utgångsuttag. Även om impedansegenskapen är mindre förstådd, används ordet impedans i många tekniska discipliner för att referera till som en motståndare till utfört arbete. Hur som helst, den här artikeln hänvisar särskilt till elektrisk impedans, som beskriver en kombinerad effekt av motstånd (R), induktiv reaktans (XL) och kapacitiv reaktans (XC) i en växelströmskrets, oavsett om den förekommer i en enda komponent eller i en hel krets.

Vad är elektrisk impedans?

Elektrisk impedans (även känd som 'impedans' i korthet) är ett tillägg till definitionen av motstånd mot en växelström (AC). Detta innebär att impedansen inkluderar både motstånd (motstånd av den elektriska strömmen som orsakar värme) och reaktans (ett mått på en sådan motström växlar alternerande) - i detalj, motsatsen intill de elektriska strömmarna. I likström (DC), är elektrisk impedans densamma som motstånd, förutom att den inte stämmer i växelströmskretsar.

Elektrisk impedans

Impedans kan också skilja sig från motstånd när en likströmskrets ändrar flöde på ett eller annat sätt - liknande den öppning och stängning av en elektrisk strömbrytare , som observeras på datorerna när de öppnar och stänger växlar för att representera enor och nollor (binärt språk). Motsatsen till impedans är tillträde, vilket är ett mått på strömtillägget. Figuren till vänster är ett komplext impedansplan, där impedansen representeras av ett Z, motståndet avbildas som R och reaktansen avbildas med X.

Elektrisk impedantomografi (EIT)

Den grundläggande principen för elektrisk impedantomografi (EIT) liknar elektrisk motståndstomografi (ERT) så att flera mätningar vid periferin av ett processkärl eller rör tas och kombineras för att ge information om de elektriska egenskaperna hos processvolymen.

Tomografi för elektrisk impedans

Elektrisk impedantomografi (EIT) är en icke-invasiv medicinsk avbildningsmetod där en figur av ledningsförmågan eller permittiviteten hos en del av kroppen är tillfällig från ytelektrodmätningarna. Elektrisk ledningsförmåga beror på innehållet av fri jon och skiljer sig avsevärt mellan olika biologiska vävnader (absolut EIT) eller olika praktiska tillstånd för en och andra liknande vävnader eller organ (relativ eller funktionell EIT). Majoriteten av EIT-systemen använder lite oregelbundna strömmar vid en enda frekvens, men vissa EIT-system använder olika frekvenser för att bättre skilja mellan vanlig och misstänkt onormal vävnad inom samma organ (multifrekvens-EIT eller elektrisk impedansspektroskopi).

Komplex impedans

Ett motstånd med värdet R har en impedans på ohm, ett reellt tal. En ideal induktor har en komplex impedans av

Z = j2πfL

Där 'f' är frekvensen i Hertz och L är induktansen i Henries. Det är imaginärt eftersom en ideal induktor helt enkelt kan lagra och släppa elektrisk energi. Det kan inte sprida det som värme som ett motstånd. På samma sätt har en ideal kondensator en komplex impedans på

Z = -j / 2πfc

Där ”C” är kapacitansen i farader.

Användning av komplex impedans

Uppförandet av impedansen hos en växelströmskrets med olika komponenter blir snabbt omöjlig om sines och cosinus används för att presentera spänningar och ström. En matematisk uppbyggnad som underlättar komplexitetsanvändningen av komplexa exponentiella funktioner. De nödvändiga delarna av strategin är följande

Matematikförhållande som ligger till grund för tekniken

ejωt = cosωt + sinωt

Den verkliga delen av en komplex exponentiell funktion kan användas för att representera en växelspänning eller ström.

V = Vm COSωt

I = Im COS (ωt-φ)

Impedansen kan sedan uttryckas som en komplex exponentiell

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Impedansen för de enskilda kretselementen kan sedan uttryckas som rena eller imaginära tal.

R –j / ωc jωL

Komplex impedans för RL och RC

Att använda komplex impedans är en viktig teknik för hantering av flerkomponents växelströmskretsar. Om ett komplext plan används med motstånd längs den verkliga axeln, behandlas reaktansen hos en kondensator och induktor som imaginära tal. För seriekombinationer av komponenterna såsom RL- och RC-kombinationer läggs komponentvärdena till som om de vore komponenter i en vektor. Nu visas den kartesiska formen av den komplexa impedansen. De kan också skrivas i polär form. Impedanser i kombinationskretsar som RLC parallellkrets .

Komplex impedans för RL och RC

Motstånd och reaktans

Motstånd är i grunden friktion mot elektronernas rörelse. Det finns där i alla ledare i viss utsträckning (utom superledare!), Och särskilt i motstånd. När växelströmmen går igenom ett motstånd bildas ett spänningsfall som är i fas med strömmen. Motstånd symboliseras matematiskt med bokstaven 'R' och mäts i enheten ohm (Ω).

Motstånds- och reaktanskrets

Reaktans är väsentligen inaktiv mot elektroners rörelse. Det finns var som helst elektriska eller magnetiska fält utvecklas i proportion till en applicerad spänning eller ström, motsvarande men framför allt i kondensatorer och induktorer. När växelströmmen går igenom en ren reaktans alstras ett spänningsfall - vilket är 90o ur fas med strömmen. Reaktans är en matematiskt symboliserad av bokstaven 'X' och mäts i enheten Ohms (Ω).

Tillämpningar av impedans

Impedans och motstånd har båda tillämpningar oavsett om du anser det eller inte, båda finns i ditt eget hus. Ditt hus styrs av en panel som har säkringar. När du går igenom en elektrisk överspänning är säkringarna där för att avbryta strömmen så att skadan minimeras. Dina säkringar liknar motstånd med mycket hög kapacitet som kan ta slaget. Utan dem skulle ditt hus elektriska system steka och du måste kompensera det från grunden

Detta problem kan lösas tack vare impedans och motstånd. En annan situation där impedans är viktig är kondensatorer. I kondensatorer används impedans för att hantera elflödet i ett kretskort. Utan att kondensatorerna kontrollerar och anpassar det elektriska flödet kommer din elektronik som använder alternerande strömmar antingen att steka eller bli berserk. Eftersom växelström levererar elektricitet vid en fluktuerande puls, måste det finnas en grind som håller tillbaka all el och låter den gå smidigt så att den elektriska kretsen är inte överbelastad eller underbelastad.

“olika sorters flip -flops ”

I den här artikeln har vi diskuterat begrepp för elektrisk kretsteori och EIT (elektrisk impedantomografi) och deras arbetsprinciper, komplex impedans, användning av komplex impedans, komplex impedans för RL- och RC-kretsbegrepp och reaktans och motstånd. Slutligen tillämpningar av elektrisk impedans. Vidare för alla frågor angående detta koncept eller el- och elektronikprojekt , ge dina värdefulla förslag genom att kommentera i kommentarsektionen nedan. Här är en fråga till dig, vad är tillämpningarna av en elektrisk impedans ?

Fotokrediter: