Was ist Impedanzspannung: Fakten, Probleme, Beispiele

In diesem Artikel wird erläutert, was Impedanzspannung ist und wie die Impedanzspannung berechnet wird.

Impedanz ist der effektive Widerstand eines Stromkreises oder eines Stromkreisbauteils, dessen Widerstand sich mit einer anderen Frequenz von ändert AC. Die Impedanz kann auch auf die kombinierte Wirkung von ohmschem Widerstand und Reaktanz zurückzuführen sein. Und die Impedanz wird durch den Buchstaben „Z“ dargestellt.

Was ist die Impedanzspannung des Stromkreises?

Da die Impedanz ein frequenzabhängiger Widerstand ist, kann der Zusammenhang zwischen Spannung, Strom und Impedanz durch das Ohmsche Gesetz definiert werden als

V= IZ

Wobei V die ist Spannungsabfall über der Impedanz, I ist der Strom über der Impedanz und Z ist die Impedanz, obwohl V = IZ die Skalargleichung ist, da wir wissen, dass die Impedanz eine Funktion der Frequenz ist, kann sie auch als vw = iw x zw definiert werden.

Die Impedanz kann für jedes passive Zweitor-Netzwerk definiert werden, das einen Widerstand, einen Kondensator oder eine Induktivität enthalten kann. Wenn das Netzwerk zu einer Komponente kondensiert wird, ist der Spannungsabfall an dieser Komponente die Impedanzspannung.

Die Impedanz eines Widerstands enthält keinen Imaginärteil, da der Betrag der Impedanz R beträgt und der Phasenwinkel für alle Frequenzen Null ist. Wo die Impedanz eines Kondensators frequenzabhängig ist, nimmt die Kondensatorimpedanz mit steigender Frequenz ab. Und die Impedanz einer Induktivität, die eine Spule ist, ist die Impedanz einer Induktivität direkt proportional zu einer Frequenz, dh je größer die Frequenz, desto höher die Impedanz.

So berechnen Sie die Impedanzspannung ?

Die Impedanzspannung kann mit Hilfe der Ersatzimpedanz der Gesamtschaltung berechnet werden.

Wenn die Impedanz des Zweitornetzes in a Serie berechnet werden muss, dann die äquivalente Impedanz der Reihenkombination kann berechnet werden als Z = Z1 + Z2 + Zn … wobei die Impedanz jeder Komponente addiert wird, um die äquivalente Impedanz der Reihenschaltung zu erhalten.

Wenn die Impedanz des Zweitor-Netzwerks in Parallel Kombination muss berechnet werden, dann finde die äquivalente Impedanz der Parallelkombination als 1/Zeq= 1/Z1+ 1/Z2….+1/Zn

Die Impedanz eines Stromkreises kann

Z = R für eine Schaltung, die nur einen Widerstand enthält.

Z = Xc für die Schaltung, die nur den Kondensator enthält, und Xc ist die Impedanz des Kondensator.

Z = Xl für den Stromkreis, der nur die Induktivität enthält, und Xl ist die Impedanz der Induktivität.

Die induktive Reaktanz Xl kann als X_L = i wL definiert werden

Datei:Impedanzinduktivität.png
Bildnachweis: I, Häkeln.davidImpedanzinduktivitätCC BY-SA 3.0

Die kapazitive Reaktanz Xc kann als X_C = 1/2 definiert werden πL

Datei:Impedanz-Kondensator.png
Bildnachweis: I, Häkeln.davidImpedanz KondensatorCC BY-SA 3.0

Die Schaltung, die das Register und den Kondensator in Reihe enthält Z2 = R2 +XL2

Die Schaltung, die Widerstand und Induktivität in Reihe enthält Z2 = R2 +XL2

Die Schaltung, die enthält Widerstand Kondensator und Induktivität in der Reihe dann Z2 = R2 +XL2

R in der Wechselstromkreis kann in Bezug auf die Spannung als R = Spannungsänderung / Stromänderung definiert werden

Addieren Sie nach der Analyse der Gesamtschaltung ähnliche Reaktanzwerte miteinander, um die Gesamtimpedanz der Schaltung zu erhalten, während Sie die Gesamtimpedanz unter Berücksichtigung des Designs der Schaltung berechnen, z. B. wenn ihre Komponenten parallel oder in Reihe miteinander kombiniert sind.

  • Zur Berechnung der Gesamtimpedanz, bei der sich Induktor und Kondensator in Reihe befinden, subtrahieren Sie dann die Größe von induktive Reaktanz und kapazitive Reaktanz voneinander.
  • Die Impedanz eines zweipoligen elektrischen Schaltungsnetzwerks kann eine komplexe Größe sein, so dass die Impedanz mit Phasen- und Betragscharakteristiken dargestellt werden kann.
  • Nach Berechnung der Gesamtimpedanz eines Stromkreises mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes kann der Spannungsabfall über der Impedanz bei bekanntem Strom durch die Impedanz berechnet werden.
  • Die Impedanz eines zweipoligen elektrischen Schaltungsnetzwerks kann eine komplexe Größe sein, so dass die Impedanz mit Phasen- und Betragscharakteristiken dargestellt werden kann.

V= IZ

So berechnen Sie die Impedanz aus Spannung und Strom ?

Die Impedanz eines Zweitornetzwerkes kann mit verschiedenen Parameterdarstellungen berechnet werden.

Gemäß Z-Parameter oder Leerlaufimpedanzparametern kann die Eingangs- und Ausgangsspannung eines beliebigen Zweitor-Netzwerks dargestellt werden als V1 und V2 die sich in Eingangs- und Ausgangsströmen ausdrücken lassen I1 und I2.

Was ist Impedanzspannung?
Bildnachweis: Die Impedanz eines Zweitor-Netzwerks. Braut ohareZwei-Port-ParameterCC BY-SA 4.0

[V] = [Z] [I]

Wobei [Z] die Impedanzmatrix ist.

Bei dieser Methode das gesamte Zweitor-Netzwerk wird durch einen rechteckigen Kasten und die Richtung der Ströme und Spannungen von jedem Eingangs- oder Ausgangsport des Netzwerks dargestellt. 

Gleichung aus der Matrix erhalten:

V1 = Z11 + I1 + Z12 + I2

V2 = Z21 + I1 + Z22 + I2

Nehmen Sie nun an, dass der Ausgang des Zweitors im Leerlauf offen ist, also I2 = 0

Also ist jetzt Z12 = V1/I1

Nehmen wir nun an, dass der Eingang des Zwei-Ports im Leerlauf offen ist, I1 = 0

Und jetzt ist Z22 = V22.I2

Z11, Z12, Z22, Z21 werden auch als Impedanzparameter oder Leerlaufparameter des Zweitors bezeichnet.

Datei:Zwei-Port-Z-Parameter Thevenin-Äquivalent.svg
Bildnachweis: Thevenin das Ersatzschaltbild des z-Parameters دالباZwei-Port-Z-Parameter Thevenin-ÄquivalentCC BY-SA 3.0

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