Терминът импеданс се използва често, ако някой свързва високоговорител ( усилвател ) към аудиосистемата това обикновено е брой ома, редовно отпечатвани до много входове или до изходен контакт. Въпреки че свойството на импеданса е по-малко разбрано, думата импеданс се използва в много инженерни дисциплини, за да се посочи като противник на свършената работа. Както и да е, тази статия се отнася по-специално за електрически импеданс, който описва комбиниран ефект на съпротивление (R), индуктивно съпротивление (XL) и капацитивно съпротивление (XC) в променливотокова верига, независимо дали се появява в един компонент или в цял верига.

Какво е електрически импеданс?

Електрическият импеданс (накратко известен също като „импеданс“) е допълнение към определението за съпротивление на променлив ток (AC). Това означава, че импедансът включва както съпротивление (противопоставяне на електрическия ток, който причинява топлина), така и реактивно съпротивление (мярка за такъв опозиционен ток се редува) - в детайли, опозицията, съседна на електрическите токове. В постоянен ток (DC), електрическият импеданс е същият като съпротивлението, с изключение на това, че не е вярно в променливотоковите вериги.

Електрически импеданс

Импедансът може също да се различава от съпротивлението, когато DC верига променя потока по един или друг начин - подобно на отваряне и затваряне на електрически ключ , както се наблюдава в компютрите, когато отварят и затварят превключватели за представяне на единици и нули (двоичен език). Обратното на импеданса е приемността, която е мярката за допустимото отклонение на тока. Фигурата вляво е сложна импедансна равнина, в която импедансът е представен с Z, съпротивлението е изобразено като R, а реактивното съпротивление е изобразено с X.

Електрическа импедансна томография (EIT)

Основният принцип на томографията с електрически импеданс (EIT) е подобен на томографията с електрическо съпротивление (ERT), така че се правят и комбинират няколко измервания в периферията на технологичен съд или тръба, за да се даде информация за електрическите свойства на технологичния обем.

Електрическа импедансна томография

Електрическата импедансна томография (EIT) е неинвазивен медицински метод за изобразяване, при който фигура на проводимостта или диелектричната проницаемост на част от тялото е случайна от измерванията на повърхностните електроди. Електрическата проводимост зависи от съдържанието на свободни йони и се различава значително между различните биологични тъкани (абсолютен EIT) или различните практически състояния на една и други подобни тъкани или органи (относителна или функционална EIT). По-голямата част от EIT системите прилагат малко нередовни токове с една честота, но някои EIT системи използват различни честоти, за да разграничат по-добре обичайната и предполагаемата абнормна тъкан в рамките на един и същ орган (мултичестотна EIT или спектроскопия с електрически импеданс).

Комплексен импеданс

Резистор със стойност R има импеданс R ома, реално число. Идеален индуктор има сложен импеданс от

Z = j2πfL

Където 'f' е честотата в Hertz, а L е индуктивността в Henries. Това е въображаемо, защото идеалният индуктор може просто да съхранява и освобождава електрическа енергия. Не може да го разсее като топлина като резистор. По същия начин идеалният кондензатор има сложен импеданс от

Z = -j / 2πfc

Където „С“ е капацитетът във фарадите.

Използване на сложен импеданс

Поведението на импеданса на променливотокова верига с различни компоненти бързо става неуправляемо, ако за представяне на напреженията и тока се използват синуси и косинуси. Математическа конструкция, която улеснява използването на сложността на сложни експоненциални функции. Необходимите части на стратегията са както следва

Математически отношения, залегнали в основата на техниката

ejωt = cosωt + sinωt

Реалната част на сложна експоненциална функция може да се използва за представяне на променливо напрежение или ток.

V = Vm COSωt

I = Im COS (ωt-φ)

Тогава импедансът може да бъде изразен като комплексен експоненциален

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Тогава импедансът на отделните елементи на веригата може да бъде изразен като чисти реални или въображаеми числа.

R –j / ωc jωL

Комплексен импеданс за RL и RC

Използването на сложен импеданс е важна техника за работа с многокомпонентни променливотокови вериги. Ако се използва сложна равнина със съпротивление по реалната ос, тогава реактивното съпротивление на кондензатор и индуктор се третират като въображаеми числа. За серийни комбинации от компоненти като комбинации RL и RC, стойностите на компонентите се добавят, сякаш са компоненти на вектор. Показана е декартовата форма на сложния импеданс. Те могат да бъдат написани и в полярна форма. Импеданси в комбинирани вериги като RLC паралелна верига .

Комплексен импеданс за RL и RC

Съпротивление и реактивност

Съпротивлението е основно триене срещу движението на електроните. Има го до известна степен във всички проводници (с изключение на свръхпроводниците!), И най-вече в резисторите. Когато променливият ток преминава през съпротивление, се образува спад на напрежението, който е във фаза с тока. Съпротивлението е символично символизирано с буквата „R“ и се измерва в единица ома (Ω).

Съпротивление и реактивна верига

Реактивността по същество е неактивна срещу движението на електроните. Той присъства навсякъде, където електрическите или магнитните полета се развиват пропорционално на приложеното напрежение или ток, съответно, но най-вече в кондензаторите и индукторите. Когато променливият ток преминава през чисто реактивно съпротивление, се получава спад на напрежението - което е 90 ° извън фазата с тока. Реактивността е математически символизирана от буквата „X“ и се измерва в мерната единица Ома (Ω).

Приложения на импеданса

Импедансът и съпротивлението имат приложения, независимо дали обмисляте или не, и двете съществуват в собствената ви къща. Електричеството в къщата ви се контролира от панел, в който има предпазители. Когато преминете през електрически пренапрежение, предпазителите са там, за да прекъснат захранването, така че нараняването да бъде сведено до минимум. Вашите предпазители са подобни на резистори с много голям капацитет, които могат да поемат удара. Без тях електрическата система на къщата ви ще се запържи и ще трябва да я измислите от нулата

Този проблем може да бъде решен благодарение на импеданса и съпротивлението. Друга ситуация, в която импедансът има значение, е в кондензаторите. В кондензаторите импедансът се използва за управление на потока на електричество в платка. Без кондензаторите, контролиращи и приспособими електрическия поток, вашата електроника, която използва променлив ток, ще се изпържи или ще полудее. Тъй като променливият ток доставя електричество с променлив импулс, трябва да има портал, който да задържа цялото електричество и да го пусне гладко, така че електрическата верига не е претоварен или недостатъчно натоварен.

“таблица на истината за основни логически порти ”

В тази статия ние обсъждаме теорията на електрическата верига и концепциите на EIT (електрическа импедансна томография) и техните принципи на работа, сложен импеданс, използване на сложен импеданс, сложен импеданс за концепции на RL и RC вериги и реактивно съпротивление и съпротивление. И накрая приложения на електрически импеданс. Освен това, за всякакви въпроси относно тази концепция или проекти за електричество и електроника , моля, дайте вашите ценни предложения, като коментирате в раздела за коментари по-долу. Ето въпрос към вас, какви са приложенията на електрически импеданс ?

Кредити за снимки: