In series
Z = √(R² + X²)
Z = √(R² + (|XL - XC|)²)
In parallel
Z = R + jX
Definitions
Z = Impedance (Ω)
R = Resistance (Ω)
X = Reactance (Ω)
XL = Inductive reactance (Ω)
XC = Capacitive reactance (Ω)
j = √(-1)
Was ist Impedanz?
Impedanz ist der gesamte Widerstand, den ein Schaltkreis dem Strom von Wechselstrom (AC) entgegensetzt. Sie kombiniert Widerstand (R) und Reaktanz (X) und wird in Ohm (Ω) gemessen.
„Der Widerstand eines Schaltkreises gegen den Durchgang eines Wechselstroms.“
Die inhärente Gegenwehr gegen elektrischen Strom aufgrund der Eigenschaften des Materials. Er dissipiert Energie in Form von Wärme.
„Die Neigung eines Körpers, den Durchgang eines elektrischen Stroms zu behindern.“
Die Gegenwehr, die durch Induktivität (L) oder Kapazität (C) in AC-Schaltkreisen verursacht wird. Im Gegensatz zum Widerstand speichert und gibt Reaktanz Energie frei, anstatt sie zu dissipieren.
„Gegenwehr, die von Induktivität oder Kapazität gegenüber Wechselstrom dargestellt wird.“
Nutzen Sie diesen Rechner, um die Impedanz (Z) mit der folgenden Formel zu berechnen:
( Z = sqrt{R^2 + X^2} )
Wobei:
Z: Impedanz (in Ω)
R: Widerstand (in Ω)
X: Reaktanz (in Ω)
Ideal für Elektroingenieure, Studenten und Techniker, die mit AC-Schaltkreisen arbeiten — berechnen Sie schnell die Impedanz ohne manuelle Mathematik.
Ein Spannungsteiler eignet sich zur Bereitstellung von Referenzspannungen für hochohmige Lasten (wie ADC-Eingänge, nicht-invertierende Eingänge von Operationsverstärkern oder Sensor-Vorspannungen), ist jedoch nicht als Stromversorgung für niederohmige Lasten (wie Motoren, LEDs oder Mikrocontroller) geeignet.
Dies liegt daran, dass die Ausgangsspannung erheblich abfällt, wenn die Last Strom entnimmt, da der Lastwiderstand effektiv eine Parallelschaltung mit R2 bildet und dadurch das Teilerverhältnis ändert. Verwenden Sie zur Stromversorgung von Lasten stattdessen einen Spannungsregler (z. B. LDO oder Schaltregler).
Es sind zwei wesentliche Aspekte zu beachten:
① Das Verhältnis bestimmt die Spannung — die Ausgangsspannung hängt ausschließlich vom Verhältnis R1/R2 ab, sodass jedes Widerstandspaar mit demselben Verhältnis dieselbe Ausgangsspannung Vout ergibt;
② Die absoluten Werte beeinflussen die Stromaufnahme — kleinere Widerstandswerte entnehmen der Quelle mehr Strom (was Leistung verschwendet), während größere Werte den Ausgang anfälliger für Lastbeeinflussungen machen.
Eine gängige ingenieurtechnische Praxis besteht darin, den Teilerstrom auf mindestens das 10-fache des Laststroms zu bemessen, um Belastungseffekte zu minimieren. Für die meisten Anwendungen auf Signalebene haben sich Werte für R1 und R2 im Bereich von 1kΩ–100kΩ bewährt.
Spannungsteiler werden häufig eingesetzt in:
① Pegelanpassung — Herunterskalieren eines höheren Spannungssignals, um es an die Eingangsbereiche eines ADC anzupassen (z. B. 12V → 3,3V für einen Mikrocontroller);
② Sensorschnittstelle — Auslesen von resistiven Sensoren wie Thermistoren, Fotowiderständen und Dehnungsmessstreifen;
③ Biasing — Festlegen der DC-Arbeitspunkte für Transistoren und Operationsverstärker;
④ Einstellbare Spannung — Verwendung eines Potentiometers als R2 zur Erzeugung einer variablen Spannungsquelle;
⑤ Rückkopplungsnetzwerke — Festlegen der Verstärkung in Operationsverstärkerschaltungen.
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