Direnç Vs Empedans?

• Direnç ve Empedans arasındaki fark nedir?

• Ne zaman Empedans olduğunu söyleyeceğiz ve ne zaman Direniş olarak söyleyeceğiz?

• Şemayı (mümkünse) ve gerçek zamanlı örnek ile açıklayabilir misiniz.

• Ve Kondansatörlerin ve indüktörlerin devremizde mevcut olmadığı devrede reaksiyonlar nasıl oluşacak?

• Devredeki reaktansları ve değerlerini gerçek zamanlı olarak nasıl bulacağız?

• Bu, herhangi bir enstrüman kullanarak reaktansı hesaplamak mümkün mü demek?

• Reaktans, tasarımcı tarafından kasıtlı olarak tutuluyor mu, yoksa genellikle devre içerisinde oluşacak mı?

Tüm cevaplar takdir edilmektedir.

Diyagram!

Bu karmaşık bir empedans içindir:

$Z = R + \dfrac{1}{j \omega C}$

Direnç uygulanan voltajla aynı fazdadır, bu yüzden vektör aynı X yönündedir. Bir kapasitörün empedansı neredeyse tamamen reaktiftir, yani dirençli kısmı den çok daha küçüktür . bir neden = 90 ° döndürme ve yana (= ) açısı negatif payda içinde . akımını hesaplamak için , bir empedans ile açı ile bölündüğümüzde , açıyı referansımızdan çıkardığımızı, böylece açının işaretini tersine çevirdiğimizi not ederiz.$R$$\dfrac{1}{j \omega C}$$j$$\theta$$j$$\sqrt{-1}$$\left( \dfrac{1}{j} = -j \right)$
$I = \dfrac{U}{Z}$$\theta$
Sonuç Şekil nasıl kapasitif yük için akım yolları bir açı ile gerilim , . Endüktif yükler için benzer bir şema çizilebilir, sadece zıt yönünü gösterir ve akım gerilimi izler.$\theta$$0 \le \theta \le 90°$
$j \omega L$$\dfrac{1}{j \omega C}$

düzenleme (soruyu düzenledikten sonra)
Böylece direnç, akımın gerilim ile aynı fazda olmasına neden olur. Eğer hayali bir terim ( ) varsa, o terim reaktiviteyi, kapasitif veya endüktif olarak gösterir ve$j$

Direnç + Reaktans = Empedans

İdeal bir dünyada, kapasitörleriniz veya bobinleriniz yoksa reaktansınız da olmaz. Ancak bir devre parazit empedansına sahip olabilir: PCB izinin uzunluğu endüktif bir reaktansa neden olur (bobin gibi davranır) ve iki bitişik iz kapasitif reaktansa sahip olur (kapasitör olarak davranırlar). Paraziter empedanslar istenmeden ve çoğu zaman sıkıntı vericidir, ancak bazen bir tasarımcı bunları iyi kullanabilir.
Bileşen empedanslarını RLC-metre ile ölçebilirsiniz , bu seri veya reaktans ile (endüktif veya kapasitif) paralel direnç sağlar.
Reaktans, voltaj veya akımda faz kayması olarak gösterilecektir. Bu faz kayması XY modunda bir osiloskopta gösterilebilir; Sıfır faz kayması düz bir çizgi, 90 ° faz kayması bir çember gösterecek, aradaki herhangi bir şey size bir elips verecektir.

İşte empedans için bir şema:

Temel olarak empedans iki şeyden oluşur: direnci , empedansın bir alt kümesi yapan reaktans ve direnç .

Hesaplamaları kolaylaştırmak için, empedansı ifade etmek için karmaşık sayıları kullanıyoruz. Bu şekilde empedans , burada direnç, hayali sayıdır ve reaktanstır. Karmaşık sayılar hakkında biraz düşünürsek, sıfırın için geçerli bir değer olduğunu görürüz . Bu durumda, sadece direnç var ve reaktansız. Tamamen dirençli bir yükün empedansa sahip olduğunu söylemek yanlış değildir, çünkü empedans direnç ve reaktanstan ibarettir, ancak zamanla empedans terimi bir miktar reaktans olduğunu ima etmeye başladı.$Z=R+jX$$R$$j$$X$$X$

Empedans terimi ile ilgili diğer bir problem , daha çok AC devrelerinde ve bazı nedenlerden dolayı insanların genellikle DC devrelerine maruz kalmalarıdır. Empedansın DC devrelerinde kullanılmamasının nedeni, reaktansın doğasıdır. Temel olarak reaktans için 3 vakamız var: reaktans sıfır olduğunda, pozitif olduğunda ve negatif olduğunda.

Pozitif reaktans durumunda, çoğunlukla endüktif empedansa sahibiz ve empedans formülü , burada açısal frekans ve elementin endüktansıdır. DC akımı ile frekans sıfırdır ve bu nedenle empedansın hayali kısmı da sıfırdır, bize sadece direnç verir. Direnç çoğunlukla reaktanstan oldukça düşük olduğundan, ideal bir bobin sıfır direnç gösterir ve DC devrelerinde kısadır.$Z=R+j \omega L$$\omega=2 \pi f$$L$

Negatif reaktans durumunda, çoğunlukla kapasitif empedansımız vardır ve empedans formülü . DC devrelerinde, frekans sıfıra yaklaştığında, reaktans sonsuzluğa yaklaşır ve bu nedenle ideal kapasitörler DC devrelerinde açık devre olarak modellenir.$Z=R+ \frac{-j}{\omega C}=R-\frac{j}{\omega C}$

Ayrıca kabul denilen empedansın tersi de vardır. Temelde , burada iletkenlik ve şüphelidir.$Y=Z^{-1}=G+jB$$G=\frac{R}{R^2+X^2}$$B=\frac{-X}{R^2+X^2}$

GÜNCELLEME Ne yazık ki, o kadar gelişmiş değilim, bu yüzden güncellemeye size iyi bir cevap veremem. Temel olarak devrenin her bir parçası bir direnç, indüktör ve bir kapasitör kombinasyonu olarak işlev görür. Bir tel parçasının indüktansını, örneğin Biot-Savart yasasını veya Gauss yasasını kullanarak hesaplamak mümkündür .

Diğer şeyler arasındaki kapasite, Gauss'un elektrik alanı yasası veya Coulomb yasası kullanılarak hesaplanabilir . Temel fikir, vücut üzerinde bir miktar yükünü üstlenmek ve vücudun sonsuz bir noktaya göre potansiyelini elde etmek için elektrik alanını tanımlamak için bahsettiğim iki yasadan birini kullanmaktır. Bundan sonra kapasitans, formülü kullanılarak elde edilebilir .$Q$$C= \frac{Q}{V}$

Bildiğim kadarıyla, bugün PCB izlerinin indüktans ve kapasitansını otomatik olarak PCB düzeninin kendisinden hesaplayabilen elektronik tasarım programları var. Sağladığım yasalar işe yarıyor, ancak bir PCB üzerindeki izlerin endüktansını ve kapasitansını hesaplamak oldukça karmaşık olurdu.

GÜNCELLEME 2

Reaktans, beklediğiniz değerlere, ihtiyacınız olan hassasiyet miktarına ve belirli bir devre üzerinde ne tür bir enstrümanın kullanılmasının daha kolay olduğuna bağlı olarak çeşitli enstrüman tipleri ile ölçülebilir.

Örneğin, bir izin kapasitansını ve endüktansını ölçmek için "basit" bir multimetre kullanabilirsiniz. Daha iyi sonuçlar için RLCmeter adı verilen özel bir multimetre türü kullanılabilir. Belirli bir frekansta tam direnç ve reaktans gösterecektir ve en iyi modeller endüktans ve kapasitans gösterebileceklerdir. Bu kullanışlıdır, çünkü bazı durumlarda, örneğin bir kapasitörün eşdeğer seri direnci önemli olabilir ve basit bir multimetre ile ölçülemez.

Bazı durumlarda, reaktansı görmek için bir osiloskop bile kullanılabilir. Reaktans, iz boyunca geçen sinyalleri etkileyecektir ve bu etkiler bir osiloskopla tespit edilebilir ve daha sonra reaktans, devre üzerindeki etkilerden belirlenebilir.

Kasıtlı kısım gelince, endüktans ve kapasitans doğal olgulardır ve kaçınılmazdır ve her zaman olacaktır. Bazı devrelerde tasarımcı onlara özel dikkat gösterebilir, çünkü bir sinyalin iz boyunca yayılma şeklini değiştirebilirler. Bu, özellikle modern yüksek frekanslı dijital elektroniklerde yaygındır. Diğer taraftan bazı devrelerde (örneğin, düşük frekanslı dijital elektronikler, yalnızca DC sistemler, vb.), Tasarımcı reaktansiye fazla dikkat etmek zorunda kalmayabilir ve sadece “olmasına izin verebilir”.