Begrepet impedans brukes ofte hvis noen kobler til en høyttaler ( forsterker ) til et lydsystem er det vanligvis et antall ohm, som regelmessig skrives ut ved siden av mange innganger eller til en utgang. Selv om impedansegenskapene er mindre forstått, brukes ordet impedans i mange ingeniørfag for å referere til som en motstander av utført arbeid. Uansett refererer denne artikkelen spesielt til elektrisk impedans, som beskriver en kombinert effekt av motstand (R), induktiv reaktans (XL) og kapasitiv reaktans (XC) i en vekselstrømskrets, enten den forekommer i en enkelt komponent eller i en hel krets.

Hva er elektrisk impedans?

Elektrisk impedans (også kjent som “impedans”) er et tillegg av definisjonen av motstand mot vekselstrøm (AC). Dette betyr at impedansen inkluderer både motstand (motstand av den elektriske strømmen som forårsaker varme) og reaktans (et mål på en slik motstandsstrøm alternerer) - i detalj, motstanden ved siden av de elektriske strømene. I likestrøm (DC), er elektrisk impedans den samme som motstand, bortsett fra at den ikke stemmer i vekselstrømskretser.

Elektrisk impedans

Impedans kan også være forskjellig fra motstand når en likestrømskrets endrer strøm på en eller annen måte - lik den åpning og lukking av en elektrisk bryter , som man ser på datamaskinene når de åpner og lukker brytere for å representere en og nuller (binært språk). Det motsatte av impedans er adgang, som er målestokken for strømmen. Figuren til venstre er et komplekst impedansplan, der impedansen er representert av en Z, motstanden er avbildet som R, og reaktansen er avbildet med X.

Elektrisk impedans tomografi (EIT)

Det grunnleggende prinsippet for elektrisk impedans tomografi (EIT) er beslektet med elektrisk motstandstomografi (ERT) slik at flere målinger ved periferien til et prosessbeholder eller rør blir tatt og kombinert for å gi informasjon om de elektriske egenskapene til prosessvolumet.

Tomografi for elektrisk impedans

Elektrisk impedans tomografi (EIT) er en ikke-invasiv medisinsk avbildningsmetode der en figur av ledningsevnen eller permittiviteten til en del av kroppen er tilfeldig fra overflateelektrodemålingene. Elektrisk ledningsevne avhenger av det frie ioninnholdet og skiller seg betydelig mellom forskjellige biologiske vev (absolutt EIT) eller ulik praktiske tilstander for ett og annet lignende vev eller organer (relativ eller funksjonell EIT). Flertallet av EIT-systemene bruker lite uregelmessige strømmer på en enkelt frekvens, men noen EIT-systemer bruker forskjellige frekvenser for bedre å skille mellom vanlig og mistenkt unormalt vev i samme organ (multifrequency-EIT eller elektrisk impedansspektroskopi).

Kompleks impedans

En motstand med verdien R har en impedans på R ohm, et reelt tall. En ideell spole har en kompleks impedans på

Z = j2πfL

Hvor ‘f’ er frekvensen i Hertz og L er induktansen i Henries. Det er tenkt fordi en ideell induktor ganske enkelt kan lagre og frigjøre elektrisk energi. Det kan ikke spre det som varme som en motstand. Tilsvarende har en ideell kondensator en kompleks impedans på

Z = -j / 2πfc

Hvor ‘C’ er kapasitansen i farads.

Bruk av kompleks impedans

Oppførselen til impedansen til en vekselstrømskrets med forskjellige komponenter blir raskt uhåndterlig hvis sines og cosinus brukes til å presentere spenninger og strøm. En matematisk konstruksjon som letter kompleksitetsbruken av komplekse eksponensielle funksjoner. De nødvendige delene av strategien er som følger

Matematisk forhold som ligger til grunn for teknikken

ejωt = cosωt + sinωt

Den virkelige delen av en kompleks eksponentiell funksjon kan brukes til å representere en vekselstrøm eller strøm.

V = Vm COSωt

I = Im COS (ωt-φ)

Impedansen kan da uttrykkes som en kompleks eksponensiell

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Impedansen til de enkelte kretselementene kan da uttrykkes som rene reelle eller imaginære tall.

R –j / ωc jωL

Kompleks impedans for RL og RC

Å bruke kompleks impedans er en viktig teknikk for håndtering av flerkomponent AC-kretser. Hvis et komplekst plan brukes med motstand langs den virkelige aksen, blir reaktansen til en kondensator og induktor behandlet som imaginære tall. For seriekombinasjoner av komponentene, slik som RL og RC-kombinasjoner, legges komponentverdiene til som om de var komponenter i en vektor. Vist nå er den kartesiske formen for den komplekse impedansen. De kan også skrives i polar form. Impedanser i kombinasjonskretser som RLC parallell krets .

Kompleks impedans for RL og RC

Motstand og reaktans

Motstand er grunnleggende friksjon mot elektroners bevegelse. Det er der i alle ledere til en viss grad (unntatt superledere!), Og spesielt i motstander. Når vekselstrømmen går gjennom en motstand, dannes et spenningsfall som er i fase med strømmen. Motstand er matematisk symbolisert med bokstaven 'R' og måles i enheten ohm (Ω).

Motstands- og reaktanskrets

Reaktans er hovedsakelig inaktiv mot elektroners bevegelse. Det er til stede hvor som helst elektriske eller magnetiske felt er utviklet i forhold til en påført spenning eller strøm, tilsvarende, men spesielt i kondensatorer og induktorer. Når vekselstrømmen går gjennom en ren reaktans, produseres et spenningsfall - som er 90o ut av fase med strømmen. Reaktans er en matematisk symbolisert med bokstaven 'X' og måles i enheten Ohms (Ω).

Anvendelser av impedans

Impedans og motstand har begge applikasjoner enten du vurderer det eller ikke, begge eksisterer i ditt eget hus. Husets elektrisitet styres av et panel som har sikringer. Når du går gjennom en elektrisk bølge, er sikringene der for å avbryte strømmen slik at skaden minimeres. Sikringene dine ligner på motstander med veldig høy kapasitet som er i stand til å slå. Uten dem vil husets elektriske system steke, og du må gjøre opp det fra bunnen av

Dette problemet kan løses takket være impedans og motstand. En annen situasjon der impedans er viktig er i kondensatorer. I kondensatorer brukes impedans til å styre strømmen av strøm i et kretskort. Uten at kondensatorene kontrollerer og tilpasser elektrisk strøm, vil elektronikken din som bruker vekselstrøm, enten steke eller gå berserk. Siden vekselstrøm leverer strøm ved en svingende puls, må det være en port som holder tilbake all strøm og lar den gå jevnt slik at den elektriske kretsen er ikke overbelastet eller underbelastet.

“hva gjør cdi -boksen ”

I denne artikkelen har vi diskutert elektrisk kretsteori og EIT (elektrisk impedans tomografi) konsepter og deres arbeidsprinsipper, kompleks impedans, bruk av kompleks impedans, kompleks impedans for RL og RC kretsbegreper og reaktans og motstand. Endelig applikasjoner av elektrisk impedans. Videre, for spørsmål angående dette konseptet eller elektriske og elektroniske prosjekter , vennligst gi dine verdifulle forslag ved å kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørsmål til deg, hva er anvendelsene av en elektrisk impedans ?

Fotokreditter: