دیالکتریکی ایمپدانس: این چیست؟

چیست امپدانس الکتریکی؟

در مهندسی برق، امپدانس الکتریکی اندازه مقاومتی است که مدار به جریان ارائه می‌دهد وقتی که ولتاژ اعمال می‌شود. امپدانس مفهوم مقاومت را به مدارهای جریان متناوب (AC) گسترش می‌دهد. امپدانس هم مقدار و هم فاز دارد، در حالی که مقاومت فقط مقدار دارد.

برخلاف مقاومت الکتریکی، مقاومت امپدانس الکتریکی به جریان بستگی به فرکانس مدار دارد. مقاومت می‌تواند به عنوان امپدانس با زاویه فاز صفر تصور شود.

در مداری که جریان ۹۰ درجه (الکتریکی) پس از ولتاژ اعمال شده در مدار خالص القایی پس می‌افتد. در مداری که جریان ۹۰ درجه (الکتریکی) قبل از ولتاژ اعمال شده در مدار خالص ظرفیتی پیش می‌آید. در مداری که جریان نه پس می‌افتد و نه پیش می‌آید در مدار خالص مقاومتی. وقتی مدار با جریان مستقیم (DC) حرکت می‌کند، تفاوتی بین امپدانس و مقاومت وجود ندارد.

در مدار عملی که هر دو ریاکتانس القایی و ریاکتانس ظرفیتی همراه با مقاومت یا یکی از ریاکتانس ظرفیتی یا ریاکتانس القایی همراه با مقاومت موجود است، تأثیر پیش یا پس روی جریان مدار بسته به مقدار ریاکتانس و مقاومت مدار خواهد بود.

در مدار AC، تأثیر کلی ریاکتانس و مقاومت به عنوان امپدانس شناخته می‌شود. امپدانس معمولاً با حرف انگلیسی Z نشان داده می‌شود. مقدار امپدانس به صورت زیر نمایش داده می‌شود

که R مقدار مقاومت مدار و X مقدار ریاکتانس مدار است.
زاویه بین ولتاژ اعمال شده و جریان

ریاکتانس القایی به عنوان مثبت و ریاکتانس ظرفیتی به عنوان منفی در نظر گرفته می‌شود.

امپدانس می‌تواند به صورت پیچیده نمایش داده شود. این به صورت زیر است

قسمت حقیقی امپدانس پیچیده مقاومت و قسمت موهومی ریاکتانس مدار است.

بیایید یک ولتاژ سینوسی Vsinωt را به یک الکترود القایی خالص با القای L هنری اعمال کنیم.

عبارت جریان از طریق الکترود القایی به صورت زیر است

از عبارت موج جریان از طریق الکترود القایی مشخص است که جریان ۹۰ درجه (الکتریکی) پس از ولتاژ اعمال شده می‌افتد.

حالا بیایید همان ولتاژ سینوسی Vsinωt را به یک خازن خالص با ظرفیت C فاراد اعمال کنیم.

عبارت جریان از طریق خازن به صورت زیر است

از عبارت موج جریان از طریق خازن مشخص است که جریان ۹۰ درجه (الکتریکی) قبل از ولتاژ اعمال شده پیش می‌آید.

حالا ولتاژ همان منبع را به یک مقاومت خالص با مقدار R اهم متصل می‌کنیم.

عبارت جریان از طریق مقاومت به صورت زیر است

از آن عبارت می‌توان نتیجه گرفت که جریان با ولتاژ اعمال شده هم فاز است.

امپدانس مدار RL سری

بیایید عبارت امپدانس یک مدار RL سری را بدست آوریم. در اینجا مقاومت با مقدار R و القایی با مقدار L به صورت سری متصل شده‌اند. مقدار ریاکتانس القایی ωL است. بنابراین عبارت امپدانس به صورت پیچیده به صورت زیر است

مقدار عددی یا مقدار مطلق ریاکتانس به صورت زیر است