Mõistet impedants kasutatakse tavaliselt juhul, kui keegi ühendab valjuhääldi ( võimendi ) helisüsteemile on see tavaliselt mitu oomi, mida regulaarselt trükitakse paljude sisendite kõrvale või väljundpesasse. Ehkki impedantsi omadust mõistetakse vähem, kasutatakse sõna impedants paljudel inseneridistsipliinidel, et viidata sellele kui vastuseisule tehtud tööle. Igatahes viitab see artikkel eriti elektrilisele impedantsile, mis kirjeldab takistuse (R), induktiivse reaktantsi (XL) ja mahtuvusliku reaktantsi (XC) koosmõju vahelduvvooluahelas, olenemata sellest, kas see toimub ühes või terves komponendis. ahel.

Mis on elektriline takistus?

Elektriline takistus (lühidalt tuntud ka kui impedants) on lisaväärtus vahelduvvoolule (AC). See tähendab, et impedants hõlmab nii takistust (soojust tekitava elektrivoolu vastandumine) kui ka reaktantsi (sellise opositsioonivoolu mõõdud vahelduvad) - üksikasjalikult elektrivooludega külgnevat opositsiooni. Aastal alalisvool (DC), elektriline takistus on sama mis takistus, välja arvatud see, et see ei kehti vahelduvvooluahelates.

Elektriline takistus

Takistus võib ka takistusest erineda, kui alalisvooluahel muudab voolu ühel või teisel viisil - sarnaselt elektrilüliti avamine ja sulgemine , nagu täheldatakse arvutites, kui nad lülitid avavad ja sulgevad, et tähistada üksusi ja nulle (binaarne keel). Takistuse vastand on sissepääs, mis on vooluhulga mõõt. Vasakpoolne joonis on keeruline impedantsitasand, kus impedantsi tähistab Z, takistust tähistatakse R-na ja reaktantsi X-ga.

Elektrilise takistuse tomograafia (EIT)

Elektrilise impedantstomograafia (EIT) aluspõhimõte sarnaneb elektritakistuse tomograafiaga (ERT), nii et protsessi mahuti või toru perifeerias tehakse mitu mõõtmist ja need ühendatakse, et anda teavet protsessi mahu elektriliste omaduste kohta.

Elektrilise takistuse tomograafia

Elektrilise impedantstomograafia (EIT) on mitteinvasiivne meditsiiniline pildistamismeetod, mille puhul kehaosa juhtivuse või läbilaskvuse näitaja on pinnaelektroodi mõõtmiste põhjal juhuslik. Elektrijuhtivus sõltub vaba iooni sisaldusest ja erineb oluliselt erinevate bioloogiliste kudede (absoluutne EIT) või ühe ja teiste sarnaste kudede või elundite (suhteline või funktsionaalne EIT) erinevates praktilistes olekutes. Enamik EIT-süsteeme kasutab ühe sagedusega vähe ebaregulaarseid voolusid, kuid mõned EIT-süsteemid kasutavad erinevaid sagedusi, et paremini eristada tavalise ja kahtlustatava ebanormaalse koe sama elundi sees (multifrequency-EIT või elektrilise impedantsi spektroskoopia).

Kompleksne takistus

Takisti väärtusega R on R oomi takistus, reaalarv. Ideaalne induktor on keeruline takistus

Z = j2πfL

Kus ‘f’ on sagedus hertsides ja L on induktsioon Henriesis. See on kujuteldav, sest ideaalne induktor suudab lihtsalt elektrienergiat salvestada ja vabastada. See ei saa seda soojust hajutada nagu takisti. Samamoodi on ideaalse kondensaatori keeruline takistus

Z = -j / 2πfc

Kus 'C' on mahtuvus faraadides.

Kompleksse takistuse kasutamine

Erinevate komponentidega vahelduvvooluahela impedantsi käitumine muutub kiiresti juhitamatuks, kui pingete ja voolu esitamiseks kasutatakse siinusi ja koosinusi. Matemaatiline ülesehitus, mis hõlbustab keeruliste eksponentsiaalsete funktsioonide keerukamat kasutamist. Strateegia vajalikud osad on järgmised

Matemaatika suhe, mis alustab tehnikat

ejωt = cosωt + sinωt

Kompleksse eksponentsiaalse funktsiooni tegelikku osa saab kasutada vahelduvpinge või voolu kujutamiseks.

V = Vm COSωt

I = ma ei ole COS (ωt-φ)

Takistust saab seejärel väljendada kompleksse eksponentsiaalina

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Seejärel saab üksikute vooluahela elementide takistust väljendada puhaste reaalsete või kujuteldavate arvudena.

R –j / ωc jωL

RL ja RC kompleksne takistus

Kompleksse impedantsi kasutamine on oluline komponent mitmekomponentsete vahelduvvooluahelate käitlemiseks. Kui kasutatakse komplekstasandit, mille takistus on piki tegelikku telge, käsitletakse kondensaatori ja induktori reaktanssi kujuteldavate arvudena. Komponentide, näiteks RL ja RC kombinatsioonide seeriakombinatsioonide korral lisatakse komponentide väärtused nii, nagu oleksid need vektori komponendid. Nüüd on näidatud kompleksse impedantsi ristkülikukujuline vorm. Neid saab kirjutada ka polaarsel kujul. Takistused kombineeritud vooluahelates nagu RLC paralleelahel .

RL ja RC kompleksne takistus

Vastupanu ja reaktsioon

Takistus on põhimõtteliselt hõõrdumine elektronide liikumise vastu. See on mingil määral olemas kõigis juhtides (välja arvatud ülijuhid!) Ja eriti takistites. Kui vahelduvvool läbib takistuse, tekib pingelang, mis on vooluga faasis. Vastupanu sümboliseeritakse matemaatiliselt tähega “R” ja seda mõõdetakse oomi ühikus (Ω).

Resistentsus- ja reaktsiooniskeem

Reaktsioon on elektronide liikumise suhtes sisuliselt passiivne. See on olemas kõikjal, kus elektri- või magnetväljad arenevad proportsionaalselt rakendatava pinge või vooluga, vastavalt, kuid eriti kondensaatorites ja induktiivpoolides. Kui vahelduvvool läbib puhta reaktantsi, tekib pingelang - mis on vooluga faasist väljas 90o. Reaktsioonivõime on matemaatiliselt sümboliseeritud tähega “X” ja seda mõõdetakse oomi (Ω) ühikus.

Takistuse rakendused

Mõlemal juhul on nii impedantsil kui ka vastupanuvõimalusel rakendusi, olenemata sellest, kas te seda kaalute või mitte, on mõlemad olemas teie enda majas. Teie maja elektrit juhib paneel, millel on kaitsmed. Kui läbite elektrilöögi, on kaitsmed voolu katkestamiseks, nii et vigastus oleks minimaalne. Teie kaitsmed sarnanevad väga suure võimsusega takistitega, mis on võimelised löögiks. Ilma nendeta praadiks teie maja elektrisüsteem ja peate selle nullist üles ehitama

Selle probleemi saab lahendada tänu impedantsile ja takistusele. Teine olukord, kus impedants on oluline, on kondensaatorid. Kondensaatorites kasutatakse impedantsi trükkplaadi elektrivoolu juhtimiseks. Ilma kondensaatoriteta, mis reguleeriks ja kohandataks elektrivoogu, praadib või muutub hulluks teie vahelduvvoolu kasutav elektroonika. Kuna vahelduvvool annab voolu kõikuva pulsiga, peab olema värav, mis hoiab kogu elektrit tagasi ja laseb sellel sujuvalt minna, nii et elektriskeem ei ole ülekoormatud ega alakoormatud.

“kuidas analoogsignaalid töötavad ”

Selles artiklis käsitleme elektriskeemide teooriat ja EIT (elektriimpedantstomograafia) mõisteid ning nende tööpõhimõtteid, kompleksset impedantsi, kompleksse impedantsi kasutamist, RL- ja RC-ahelate kontseptsioonide kompleksset impedantsi ning reaktantsi ja takistust. Lõpuks elektrilise impedantsi rakendused. Lisaks sellele selle kontseptsiooniga seotud küsimuste või elektri- ja elektroonikaprojektid , andke palun oma väärtuslikke ettepanekuid kommenteerides allolevas kommentaaride jaotises. Siin on teile küsimus, millised on elektrilise takistuse rakendused ?

Foto autorid: