Електричний опір: що це?

Що таке електричний імпеданс?

У електротехніці електричний імпеданс — це міра опору, який представляє собою коло до струму, коли прикладається напруга. Імпеданс розширює поняття опору на перемінний струм (AC) кола. Імпеданс має як величину, так і фазу, в той час як опір має лише величину.

На відміну від електричного опору, опір імпедансу до струму залежить від частоти кола. Опір можна уявити як імпеданс з кутом фази, що дорівнює нулю.

У чисто індуктивному колі струм запізнюється на 90° (електрично) відносно прикладеної напруги. У чисто ємностному колі струм опережує на 90° (електрично) відносно прикладеної напруги. У чисто резистивному колі струм не запізнюється і не опережує прикладену напругу. Коли коло працює з постійним струмом (DC), немає різниці між імпедансом і опором.

У практичному колі, де присутні обидва індуктивна реактивна опір і ємкісна реактивна опір разом з опором або одна з ємкісної або індуктивної реактивної опір разом з опором, буде спостерігатися ефект опереження або запізнення струму кола в залежності від значення реактивної опір і опору кола.

У AC-колі сумарний ефект реактивної опір і опору називається імпедансом. Імпеданс зазвичай позначається англійською літерою Z. Значення імпедансу представлено як

Де R — значення опору кола, а X — значення реактивної опір кола.
Кут між прикладеною напругою і струмом є

Індуктивна реактивна опір вважається додатньою, а ємкісна реактивна опір — від'ємною.

Імпеданс може бути представлений у комплексному вигляді. Це

Дійсна частина комплексного імпедансу — це опір, а уявна частина — реактивна опір кола.

Застосуємо синусоїдальну напругу Vsinωt до чистого індуктора індуктивності L Генрі.

Вираз струму через індуктор є

З виразу форми хвилі струму через індуктор очевидно, що струм запізнюється на 90° (електрично) від прикладеної напруги.

Тепер застосуємо ту ж синусоїдальну напругу Vsinωt до чистого конденсатора ємності C фарад.

Вираз струму через конденсатор є

З виразу форми хвилі струму через конденсатор очевидно, що струм опережує на 90° (електрично) прикладену напругу.

Тепер з'єднаємо той же джерело напруги з чистим опором значення R ом.

Тут вираз струму через опір буде

З цього виразу можна зробити висновок, що струм має ту саму фазу з прикладеною напругою.

Імпеданс серійного RL-кола

Виведемо вираз імпедансу для серійного RL-кола. Тут опір значення R і індуктивність значення L з'єднані в серію. Значення реактивної опір індуктора дорівнює ωL. Отже, вираз імпедансу в комплексному вигляді є

Числове значення або модуль реактивної опір є