Kaj je električna impedanca?

V enosmernih tokokrogih ima upor R pomembno vlogo. Kar se tiče sinusnih AC tokokrogov, potem tega ni mogoče storiti samo z enim aktivnim uporom. Dejansko, če so v tokokrogih DC zmogljivosti in induktivnosti opazne le med prehodnimi procesi, potem se v tokokrogih AC te komponente manifestirajo veliko bolj pomembno.

Zato je za ustrezen izračun tokokrogov izmeničnega toka uveden izraz "električna impedanca" - Z ali kompleksna (skupna) upornost dvosmernega omrežja na harmonični signal. Včasih samo rečejo "impedanca" in izpustijo besedo "električni".

Koncept impedance vam omogoča uporabo Ohmov zakon za odseke tokokrogov sinusnega toka izmeničnega toka... Manifestacija dvojne (obremenitve) induktivne komponente vodi do zaostanka toka od napetosti pri dani frekvenci in manifestacije kapacitivne komponente - do zaostajanja napetosti od toka. Aktivna komponenta ne povzroča zakasnitve med tokom in napetostjo, saj deluje v bistvu enako kot v enosmernem tokokrogu.

Komponenta impedance, ki vsebuje kapacitivno in induktivno komponento, se imenuje reaktivna komponenta X. Grafično lahko aktivno komponento R impedance narišemo na os oX, reaktivno komponento pa na os oY, potem bo impedanca kot celota predstavljeno v obliki kompleksnega števila, kjer je j imaginarna enota (imaginarna enota na kvadrat je minus 1).

V tem primeru je jasno razvidno, da se reaktivna komponenta X lahko razgradi na kapacitivne in induktivne komponente, ki imajo nasprotno smer, to je nasprotni učinek na trenutno fazo: s prevlado induktivne komponente je impedanca vezja kot celote bo pozitiven, to pomeni, da bo tok v vezju zaostajal za napetostjo, če pa prevladuje kapacitivna komponenta, bo napetost zaostajala za tokom.

Shematično je to dvopolno omrežje v dani obliki prikazano na naslednji način:

Načeloma lahko vsak linearni dvoportni omrežni diagram zmanjšamo na podobno obliko. Tukaj lahko določite aktivno komponento R, ki ni odvisna od trenutne frekvence, in reaktivno komponento X, ki vključuje kapacitivno in induktivno komponento.

Iz grafičnega modela, kjer so upori predstavljeni z vektorji, je razvidno, da se modul impedance za dano frekvenco sinusnega toka izračuna kot dolžina vektorja, ki je vsota vektorjev X in R. Impedanca se meri v ohmih.

Praktično lahko v opisih sinusnih AC tokokrogov v smislu impedance najdete izraze, kot so "aktivno-induktivna narava obremenitve" ali "aktivno-kapacitivna obremenitev" ali "čisto aktivna obremenitev". To pomeni naslednje:

• Če v vezju prevladuje vpliv induktivnosti L, je reaktivna komponenta X pozitivna, medtem ko je aktivna komponenta R majhna - to je induktivna obremenitev. Primer induktivnega bremena je induktor.

• Če v vezju prevladuje vpliv kapacitivnosti C, je reaktivna komponenta X negativna, medtem ko je aktivna komponenta R majhna - to je kapacitivna obremenitev. Primer kapacitivnega bremena je kondenzator.

• Če v tokokrogu prevladuje aktivni upor R, medtem ko je reaktivna komponenta X majhna, gre za aktivno breme. Primer aktivne obremenitve je žarnica z žarilno nitko.

• Če je aktivna komponenta R v vezju pomembna, vendar induktivna komponenta prevladuje nad kapacitivno komponento, to je reaktivna komponenta X pozitivna, se obremenitev imenuje aktivno-induktivna. Primer aktivno-induktivnega bremena je indukcijski motor.

• Če je aktivna komponenta R v vezju pomembna, medtem ko kapacitivna komponenta prevladuje nad induktivno komponento, to je reaktivna komponenta X negativna, se obremenitev imenuje aktivno-kapacitivna. Primer aktivno-kapacitivnega bremena je napajanje fluorescenčne sijalke.

Poglej tudi:Kaj je faktor moči (kosinus Phi)