Elektromos ellenállás: Miben áll?
Mi az Elektromos Impedancia?
Az elektrotechnikában az elektromos impedancia a kör ellenállásának mérőszáma, amelyet egy áram esetén mutat, ha feszültséget alkalmaznak. Az impedancia kiterjeszti az ellenállás fogalmát váltóáramú (AC) körök esetére. Az impedanciának van nagysága és fázisa, míg az ellenállásnak csak nagysága van.
Ellentétben azzal, hogy az elektromos ellenállás, az elektromos impedancia ellenállása az áramra a kör frekvenciájától függ. Az ellenállást úgy tekinthetjük, mint impedanciát, aminek a fázis szöge nulla.
Egy kör, ahol az áram 90°-kal (elektromosan) lassul meg a felhasznált feszültséghez képest egy tiszta induktív körben. Egy kör, ahol az áram 90°-kal (elektromosan) előzi a felhasznált feszültséget egy tiszta kapacitív körben. Egy kör, ahol az áram nem lassul meg, sem nem előzi a felhasznált feszültséget egy tiszta ellenállós körben. Amikor egy kört irányított árammal (DC) vezénylik, nincs különbség az impedancia és az ellenállás között.
Egy gyakorlati körben, ahol mind induktív reaktancia, mind kapacitív reaktancia jelen van az ellenállással együtt, vagy akár kapacitív, akár induktív reaktancia jelen van az ellenállással együtt, az áram körének előzetes vagy késleltetett hatása függ a kör reaktanciájának és ellenállásának értékétől.
A váltóáramú körben a reaktancia és az ellenállás összefüggő hatása a impedancia néven ismert. Az impedancia általában angol Z betűvel jelölhető. Az impedancia értéke a következőképpen fejezhető ki:
Ahol R a kör ellenállásának értéke, X pedig a kör reaktanciajának értéke.
A felhasznált feszültség és az áram közötti szög
Az induktív reaktancia pozitívnak, a kapacitív reaktancia pedig negatívnak számít.
Az impedancia komplex formában is megadható. Ez a következőképpen történik:
A komplex impedancia valós része az ellenállás, a képzetes része pedig a kör reaktanciaja.
Alkalmazzunk most egy szinuszos Vsinωt feszültséget egy tiszta induktoron L Henry induktivitással.
Az áram kifejezése az induktoron keresztül a következőképpen:
Az induktoron keresztül áramló áram hullámforma kifejezéséből világos, hogy az áram 90°-kal (elektromosan) lassul meg a felhasznált feszültséghez képest.
Most alkalmazzunk ugyanezt a szinuszos Vsinωt feszültséget egy tiszta kapacitorn C farad kapacitivitással.
Az áram kifejezése a kapacitorn keresztül a következőképpen:
A kapacitorn keresztül áramló áram hullámforma kifejezéséből világos, hogy az áram 90°-kal (elektromosan) előzi a felhasznált feszültséget.
Most csatlakoztassuk ugyanazt a feszültségforrást egy tiszta ellenállón, amelynek értéke R ohm.
Itt az ellenállón keresztül áramló áram kifejezése a következőképpen:
Ebből a kifejezésből következtethetünk, hogy az áram ugyanolyan fázisban van, mint a felhasznált feszültség.
Egy Soros RL Kör Impedanciája
Származzuk le a soros RL kör impedanciájának kifejezését. Itt R értékű ellenállás és L értékű induktancia sorban vannak csatlakoztatva. Az induktor reaktancia értéke ωL. Így az impedancia komplex formában a következőképpen adható meg:
A reaktancia numerikus vagy abszolút értéke
