Električni upor: Kaj je to?

Kaj je električna impedanca?

V elektrotehniki je električna impedanca merilo odpornosti, ki jo krog predstavlja toku, ko je na njega uporabljen tok. Impedanca razširja koncept odpornosti na nihanjejoči tok (AC) kroge. Impedanca ima tako velikost kot fazo, medtem ko ima odpornost le velikost.

Razlikuje se od električne odpornosti, saj je odpornost impendanci pri toku odvisna od frekvence kroga. Odpornost lahko razumemo kot impedanco z faznim kotom 0.

V čisto induktivnem krogu je tok za 90° (električno) zaprt glede na uporabljeno napetost. V čisto kapacitivnem krogu je tok za 90° (električno) vnaprej glede na uporabljeno napetost. V čisto upornem krogu tok ne zapade in ne pride pred napetostjo. Ko je krog pogonjen s enosmerkim tokom (DC), ni razlike med impedanco in odpornostjo.

V praktičnem krogu, kjer so prisotni oba induktivna reaktivna odpornost in kapacitivna reaktivna odpornost skupaj z odpornostjo ali pa ena izmed kapacitivne ali induktivne reaktivne odpornosti skupaj z odpornostjo, bo tok kroga odvisen od vrednosti reaktivne odpornosti in odpornosti kroga.

V AC krogu je kumulativni učinek reaktivne odpornosti in odpornosti poimenovan kot impedanca. Impedanca je običajno označena z angleško črko Z. Vrednost impedance je predstavljena kot

Kjer je R vrednost odpornosti kroga in X vrednost reaktivne odpornosti kroga.
Kot med uporabljenim naponom in tokom je

Induktivna reaktivna odpornost se upošteva kot pozitivna, medtem ko se kapacitivna reaktivna odpornost upošteva kot negativna.

Impedanca se lahko predstavi v kompleksni obliki. To je

Realni del kompleksne impedanci je odpornost, imaginarni del pa reaktivna odpornost kroga.

Uporabimo sinusni napon Vsinωt na čisto induktor z induktivnostjo L Henry.

Izraz za tok skozi induktor je

Iz izraza valovnega oblika toka skozi induktor je jasno, da je tok za 90° (električno) zaprt glede na uporabljeno napetost.

Nato uporabimo isti sinusni napon Vsinωt na čisto kapacitor z kapacitivnostjo C farad.

Izraz za tok skozi kapacitor je

Iz izraza valovnega oblika toka skozi kapacitor je jasno, da je tok za 90° (električno) vnaprej glede na uporabljeno napetost.

Sedaj bomo povezovali isto napetostni vir na čisto upornost vrednosti R ohm.

Tu je izraz za tok skozi upornost

Iz tega izraza lahko zaključimo, da ima tok isto fazo kot uporabljeni napon.

Impedanca serijske RL vezije

Izpeljali bomo izraz za impedanco serijske RL vezije. Tukaj sta upornost vrednosti R in induktivnost vrednosti L povezani v serie. Vrednost reaktivne odpornosti induktorja je ωL. Torej je izraz za impedanco v kompleksni obliki

Numerična vrednost ali mod vrednost reaktivne odpornosti je

Impedanca serijske RC vezije

Povežimo upornost vrednosti R ohm v serie s kapacitorjem kapacitivnost C farad. Reactivna odpornost