Ce este impedanța electrică?
În circuitele de curent continuu, rezistența R joacă un rol important. În ceea ce privește circuitele sinusoidale AC, atunci nu se poate face cu o singură rezistență activă. De fapt, dacă în circuitele de curent continuu capacitățile și inductanțele sunt vizibile numai în timpul proceselor tranzitorii, atunci în circuitele de curent alternativ aceste componente se manifestă mult mai semnificativ.
Prin urmare, pentru un calcul adecvat al circuitelor de curent alternativ, se introduce termenul „impedanță electrică” - Z sau rezistența complexă (totală) a unei rețele cu două capete la un semnal armonic. Uneori spun doar „impedanță”, lăsând deoparte cuvântul „electric”.
Conceptul de impedanță vă permite să aplicați Legea lui Ohm la secțiuni ale circuitelor de curent sinusoidal de curent alternativ... Manifestarea componentei inductive cu două capete (încărcare) duce la întârzierea curentului de la tensiune la o frecvență dată, iar manifestarea componentei capacitive - la întârzierea tensiunii de la curent. Componenta activă nu provoacă o întârziere între curent și tensiune, acționând în esență în același mod ca într-un circuit DC.
Componenta de impedanță care conține componentele capacitive și inductive se numește componenta reactivă X. Grafic, componenta activă R a impedanței poate fi reprezentată pe axa oX, iar componenta reactivă pe axa oY, atunci impedanța în ansamblu va fi reprezentat sub forma unui complex un număr unde j este unitatea imaginară (unitatea imaginară la pătrat este minus 1).
În acest caz, se vede clar că componenta reactivă X poate fi descompusă în componente capacitive și inductive, care au direcția opusă, adică au efect invers asupra fazei curente: cu predominanța componentei inductive, impedanța. al circuitului în ansamblu va fi pozitiv, adică curentul din circuit va întârzia tensiunea, dar dacă componenta capacitivă predomină, atunci tensiunea va întârzia curentul.
Schematic, această rețea cu două terminale în forma dată este descrisă după cum urmează:
În principiu, orice diagramă de rețea liniară cu două porturi poate fi redusă la o formă similară. Aici puteți determina componenta activă R, care nu depinde de frecvența curentă, și componenta reactivă X, care include componentele capacitive și inductive.
Din modelul grafic, unde rezistențele sunt reprezentate prin vectori, este clar că modulul impedanței pentru o anumită frecvență a curentului sinusoidal este calculat ca lungimea vectorului, care este suma vectorilor X și R. Impedanța se măsoară în ohmi.
Practic, în descrierile circuitelor sinusoidale AC în ceea ce privește impedanța, puteți găsi termeni precum „natura activ-inductivă a sarcinii” sau „sarcină activ-capacitivă” sau „sarcină pur activă”. Aceasta înseamnă următoarele:
-
Dacă influența inductanței L predomină în circuit, atunci componenta reactivă X este pozitivă, în timp ce componenta activă R este mică - aceasta este o sarcină inductivă. Un exemplu de sarcină inductivă este un inductor.
-
Dacă influența capacității C predomină în circuit, atunci componenta reactivă X este negativă, în timp ce componenta activă R este mică - aceasta este o sarcină capacitivă. Un exemplu de sarcină capacitivă este un condensator.
-
Dacă rezistența activă R predomină în circuit în timp ce componenta reactivă X este mică, este o sarcină activă. Un exemplu de sarcină activă este o lampă cu incandescență.
-
Dacă componenta activă R din circuit este semnificativă, dar componenta inductivă prevalează asupra componentei capacitive, adică componenta reactivă X este pozitivă, sarcina se numește activ-inductiv. Un exemplu de sarcină activ-inductivă este un motor cu inducție.
-
Dacă componenta R activă din circuit este semnificativă, în timp ce componenta capacitivă prevalează asupra componentului inductiv, adică componenta reactivă X este negativă, sarcina se numește activ-capacitiv. Un exemplu de sarcină activ-capacitivă este alimentarea unei lămpi fluorescente.