Az impedancia kifejezést gyakran használják, ha valaki hangszórót csatlakoztat ( erősítő ) az audiorendszerhez általában több ohm, rendszeresen nyomtatva sok bemenet mellett vagy egy kimeneti aljzaton. Bár az impedancia tulajdonságát kevésbé értik, az impedancia szót sok mérnöki tudományágban használják arra, hogy az elvégzett munka ellenzőjeként említsék. Mindenesetre ez a cikk különösen az elektromos impedanciára vonatkozik, amely az ellenállás (R), az induktív reaktancia (XL) és a kapacitív reaktancia (XC) együttes hatását írja le egy váltakozó áramú áramkörben, függetlenül attól, hogy ez egyetlen alkatrészben vagy egy egészben fordul elő. áramkör.
Mi az elektromos impedancia?
Az elektromos impedancia (röviden „impedancia” néven is ismert) kiegészíti a váltakozó áramú (AC) ellenállás definícióját. Ez azt jelenti, hogy az impedancia magában foglalja mind az ellenállást (a hőt okozó elektromos áram ellentétét), mind a reaktanciát (az ilyen ellenzéki áram váltakozó mértéke) - részletesen az elektromos áramokkal szomszédos ellentétet. Ban,-ben egyenáram (DC), az elektromos impedancia megegyezik az ellenállással, azzal a különbséggel, hogy nem igaz az AC áramkörökben.
Elektromos impedancia
Az impedancia akkor is különbözhet az ellenállástól, amikor az egyenáramú áramkör az áramlást ilyen vagy olyan módon megváltoztatja - hasonlóan az elektromos kapcsoló nyitása és zárása , amint az a számítógépeknél megfigyelhető, amikor kapcsolókat nyitnak és zárnak, hogy ábrázolják az egereket és a nullákat (bináris nyelv). Az impedancia ellentéte a beléptetés, amely az áramerősség mértékének mértéke. A bal oldali ábra egy komplex impedancia sík, ahol az impedanciát Z jelöli, az ellenállást R-ként, a reaktanciát X-szel ábrázoljuk.
Elektromos impedancia tomográfia (EIT)
Az elektromos impedancia tomográfia (EIT) alapelve hasonló az elektromos ellenállás tomográfiához (ERT), így több mérést végeznek a folyamatedény vagy a cső perifériáján, és ezeket összekapcsolják, hogy információkat szolgáltassanak a folyamat térfogatának elektromos tulajdonságairól.
Elektromos impedancia tomográfia
Az elektromos impedancia-tomográfia (EIT) egy nem invazív orvosi képalkotó módszer, amelynek során a test egy részének vezetőképessége vagy permittivitása egy véletlenszerű a felületi elektróda-mérésekhez képest. Az elektromos vezetőképesség a szabad iontartalomtól függ, és jelentősen különbözik a különböző biológiai szövetek (abszolút EIT) vagy egy és más hasonló szövet vagy szerv eltérő gyakorlati állapota (relatív vagy funkcionális EIT) között. Az EIT rendszerek többsége kevés szabálytalan áramot alkalmaz egyetlen frekvencián, azonban egyes EIT rendszerek különböző frekvenciákat alkalmaznak, hogy jobban megkülönböztessék a szokásos és a feltételezett rendellenes szöveteket ugyanazon szerven belül (multifrekvenciás EIT vagy elektromos impedancia spektroszkópia).
Komplex impedancia
Az R értékű ellenállás impedanciája R ohm, valós szám. Ideális induktivitás komplex impedanciája
Z = j2πfL
Ahol ’f’ a frekvencia Hertzben, L pedig az induktivitás Henriesben. Képzeletbeli, mert az ideális induktor egyszerűen képes tárolni és felszabadítani az elektromos energiát. Nem tudja eloszlatni hőként, mint egy ellenállás. Hasonlóképpen, az ideális kondenzátor komplex impedanciája
Z = -j / 2πfc
Ahol „C” a kapacitás a farádokban.
Komplex impedancia használata
A különféle alkatrészekkel rendelkező váltakozó áramú áramkör impedanciájának viselkedése gyorsan kezelhetetlenné válik, ha szinuszokat és koszinuszokat használnak a feszültség és az áram bemutatására. Matematikai felépítés, amely megkönnyíti az összetett exponenciális függvények komplex használatát. A stratégia szükséges részei a következők
A technika matematikai kapcsolata
ejωt = cosωt + sinωt
A komplex exponenciális függvény valós része használható AC feszültség vagy áram ábrázolására.
V = Vm COSωt
I = Im COS (ωt-φ)
Ezután az impedancia kifejezhető komplex exponenciálisként
Z = Vm / Im e-jØ = R + jX
Az egyes áramköri elemek impedanciája ezután tiszta valós vagy képzelt számokkal fejezhető ki.
R –j / ωc jωL
Komplex impedancia RL és RC számára
A komplex impedancia használata jelentős technika a többkomponensű váltakozó áramú áramkörök kezelésében. Ha egy komplex síkot használunk, amelynek ellenállása a valós tengely mentén van, akkor a kondenzátor és az induktor reaktanciáját képzelt számként kezeljük. A komponensek sorozatkombinációi, például az RL és RC kombinációi esetében a komponensértékeket úgy adják hozzá, mintha egy vektor alkotóelemei lennének. Most látható a komplex impedancia derékszögű formája. Polár formában is írhatók. Az impedanciák olyan kombinált áramkörökben, mint a RLC párhuzamos áramkör .
Komplex impedancia RL és RC számára
Ellenállás és reakció
Az ellenállás alapvetően súrlódás az elektronok mozgásával szemben. Bizonyos mértékben jelen van minden vezetőben (a szupravezetők kivételével!), És különösen az ellenállásokban. Amikor a váltakozó áram ellenálláson megy keresztül, egy feszültségesés keletkezik, amely az árammal fázisban van. Az ellenállást matematikailag az „R” betű szimbolizálja, és ohmos egységben (Ω) mérik.
Ellenállás és reakcióreakció
A reaktancia lényegében inaktív az elektronok mozgásával szemben. Bárhol jelen van, az elektromos vagy mágneses tér az alkalmazott feszültség vagy áram arányában alakul ki, ennek megfelelően, de különösen a kondenzátorokban és az induktorokban. Amikor a váltakozó áram tiszta reaktancián megy keresztül, feszültségesés keletkezik - amely 90 ° -kal meghaladja az áram fázist. A reakcióképességet matematikailag az „X” betű szimbolizálja, és Ohm (Ω) egységben mérik.
Az impedancia alkalmazásai
Az impedancia és az ellenállás egyaránt alkalmazható, akár úgy gondolja, akár nem, mindkettő a saját házában létezik. A ház villamos energiáját egy panel vezérli, amelyben biztosítékok vannak. Ha elektromos túlfeszültségen megy keresztül, a biztosítékok arra szolgálnak, hogy megszakítsák az áramellátást, hogy a sérülés minimalizálható legyen. A biztosítékai hasonlóak a nagyon nagy kapacitású ellenállásokhoz, amelyek képesek az ütést elviselni. Nélkülük a házának elektromos rendszere megsülne, és a nulláról kellene pótolnia
Ez a probléma megoldható az impedancia és az ellenállás révén. Egy másik helyzet, amelyben az impedancia fontos, a kondenzátorok. A kondenzátorokban az impedanciát használják az áramköri áramlás szabályozására az áramköri lapon. A kondenzátorok vezérlése és az alkalmazkodó elektromos áramlás nélkül a váltakozó áramot használó elektronikája vagy megsül, vagy feldühödik. Mivel a váltakozó áram ingadozó impulzuson szolgáltatja az áramot, szükség van egy kapura, amely visszatartja az összes villamos energiát, és simán elengedi azt, hogy az elektromos áramkör nincs túlterhelve vagy alulterhelve.
Ebben a cikkben megvitattuk az elektromos áramkör elméletét és az EIT (elektromos impedancia tomográfia) fogalmait és azok működési elveit, a komplex impedanciát, a komplex impedancia alkalmazását, az RL és RC áramkörök koncepcióinak komplex impedanciáját, valamint a reaktanciát és az ellenállást. Végül az elektromos impedancia alkalmazásai. Ezenkívül a koncepcióval kapcsolatos bármilyen kérdésre ill elektromos és elektronikai projektek , kérjük, adja meg értékes javaslatait az alábbi megjegyzés részben kommentálva. Itt van egy kérdés az Ön számára, mik az elektromos impedancia alkalmazásai ?
Fotók:
,_1987._(9663810916).jpg){kind=link}
