De term impedantie wordt vaak gebruikt als iemand een luidspreker ( versterker ) voor een audiosysteem is dit normaal gesproken een aantal Ohm, dat regelmatig wordt afgedrukt naast veel ingangen of op een uitgang. Hoewel de eigenschap van impedantie minder wordt begrepen, wordt het woord impedantie in veel technische disciplines gebruikt om te verwijzen naar een tegenstander van gedaan werk. Hoe dan ook, dit artikel verwijst in het bijzonder naar elektrische impedantie, die een gecombineerd effect beschrijft van weerstand (R), inductieve reactantie (XL) en capacitieve reactantie (XC) in een wisselstroomcircuit, of het nu voorkomt in een enkele component of in een geheel circuit.

Wat is elektrische impedantie?

Elektrische impedantie (kortweg ook wel 'impedantie' genoemd) is een toevoeging aan de definitie van weerstand tegen wisselstroom (AC). Dit betekent dat impedantie zowel weerstand omvat (oppositie van de elektrische stroom die warmte veroorzaakt) als reactantie (een maat voor zo'n tegenstroom wisselt af) - in detail de oppositie naast de elektrische stromen. In de Gelijkstroom (DC), elektrische impedantie is hetzelfde als weerstand, behalve dat deze niet waar is in wisselstroomcircuits.

Elektrische impedantie

Impedantie kan ook verschillen van weerstand wanneer een gelijkstroomcircuit de stroom op de een of andere manier verandert, vergelijkbaar met de openen en sluiten van een elektrische schakelaar , zoals wordt waargenomen in de computers wanneer ze schakelaars openen en sluiten om enen en nullen (binaire taal) weer te geven. Het tegenovergestelde van impedantie is admittantie, de maatstaf voor de toelaatbaarheid van stroom. De figuur aan de linkerkant is een complex impedantievlak, waarin impedantie wordt weergegeven door een Z, weerstand wordt weergegeven als R en de reactantie wordt weergegeven met X.

Elektrische impedantietomografie (EIT)

Het fundamentele principe van elektrische impedantietomografie (EIT) is verwant aan elektrische weerstandstomografie (ERT), zodat verschillende metingen aan de periferie van een procesvat of buis worden uitgevoerd en gecombineerd om informatie te geven over de elektrische eigenschappen van het procesvolume.

Elektrische impedantietomografie

Elektrische impedantietomografie (EIT) is een niet-invasieve medische beeldvormingsmethode waarbij een cijfer van de geleidbaarheid of permittiviteit van een deel van het lichaam incidenteel is uit de metingen van de oppervlakte-elektrode. Elektrische geleidbaarheid hangt af van het gehalte aan vrije ionen en verschilt aanzienlijk tussen verschillende biologische weefsels (absolute EIT) of ongelijke praktische toestanden van een en andere soortgelijke weefsels of organen (relatieve of functionele EIT). De meeste EIT-systemen passen kleine onregelmatige stromen toe op één enkele frequentie, maar sommige EIT-systemen gebruiken verschillende frequenties om beter onderscheid te maken tussen normaal en vermoedelijk abnormaal weefsel in hetzelfde orgaan (multifrequentie-EIT of elektrische impedantiespectroscopie).

Complexe impedantie

Een weerstand met de waarde R heeft een impedantie van R ohm, een reëel getal. Een ideale inductor heeft een complexe impedantie van

Z = j2πfL

Waar ‘f’ de frequentie in Hertz is en L de inductantie in Henries. Het is denkbeeldig omdat een ideale inductor eenvoudig elektrische energie kan opslaan en afgeven. Het kan het niet verdrijven als warmte zoals een weerstand. Evenzo heeft een ideale condensator een complexe impedantie van

Z = -j / 2πfc

Waar ‘C’ de capaciteit in farads is.

Gebruik van complexe impedantie

Het gedrag van de impedantie van een wisselstroomcircuit met verschillende componenten wordt snel onbeheersbaar als sinussen en cosinussen worden gebruikt om de spanningen en stroom weer te geven. Een wiskundige build die het gebruik van complexe exponentiële functies eenvoudiger maakt. De noodzakelijke onderdelen van de strategie zijn als volgt

Wiskundige relatie die ten grondslag ligt aan de techniek

ejωt = cosωt + sinωt

Het reële deel van een complexe exponentiële functie kan worden gebruikt om een wisselspanning of -stroom weer te geven.

V = Vm COSωt

Ik = ik ben COS (ωt-φ)

De impedantie kan dan worden uitgedrukt als een complexe exponentiële

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

De impedantie van de afzonderlijke circuitelementen kan dan worden uitgedrukt als pure reële of imaginaire getallen.

R –j / ωc jωL

Complexe impedantie voor RL en RC

Het gebruik van complexe impedantie is een belangrijke techniek voor het omgaan met AC-circuits met meerdere componenten. Als een complex vlak wordt gebruikt met weerstand langs de reële as, wordt de reactantie van een condensator en inductor behandeld als denkbeeldige getallen. Voor seriecombinaties van de componenten zoals RL- en RC-combinaties worden de componentwaarden opgeteld alsof het componenten van een vector zijn. Nu wordt de cartesiaanse vorm van de complexe impedantie getoond. Ze kunnen ook in polaire vorm worden geschreven. Impedanties in combinatiecircuits zoals de RLC parallel circuit

Complexe impedantie voor RL en RC

Weerstand en reactie

Weerstand is fundamenteel wrijving tegen de beweging van elektronen. Het zit tot op zekere hoogte in alle geleiders (behalve supergeleiders!), En vooral in weerstanden. Wanneer de wisselstroom door een weerstand gaat, ontstaat er een spanningsval die in fase is met de stroom. Weerstand wordt wiskundig gesymboliseerd door de letter 'R' en wordt gemeten in de eenheid van ohm (Ω).

Weerstands- en reactantiecircuit

Reactantie is in wezen inactief tegen de beweging van elektronen. Het is overal aanwezig waar elektrische of magnetische velden worden ontwikkeld in verhouding tot een aangelegde spanning of stroom, dienovereenkomstig, maar vooral in condensatoren en inductoren. Wanneer de wisselstroom door een pure reactantie gaat, wordt een spanningsval geproduceerd - die 90o uit fase is met de stroom. Reactantie wordt wiskundig gesymboliseerd door de letter 'X' en wordt gemeten in de eenheid van Ohm (Ω).

Toepassingen van impedantie

Impedantie en weerstand hebben beide toepassingen, of je het nu overweegt of niet, beide bestaan in je eigen huis. De elektriciteit van uw huis wordt geregeld door een paneel met zekeringen. Wanneer u door een elektrische piek gaat, zijn de zekeringen er om de stroom te onderbreken, zodat het letsel tot een minimum wordt beperkt. Uw zekeringen zijn vergelijkbaar met weerstanden met een zeer hoge capaciteit die de klap kunnen opvangen. Zonder hen zou het elektrische systeem van uw huis frituren en zou u het helemaal opnieuw moeten verzinnen

Dit probleem kan worden opgelost dankzij impedantie en weerstand. Een andere situatie waarin impedantie van belang is, zijn condensatoren. In condensatoren wordt impedantie gebruikt om de stroom van elektriciteit in een printplaat te beheren. Zonder de condensatoren die de elektrische stroom regelen en aanpassen, zal uw elektronica die wisselstromen gebruikt, frituren of doorslaan. Omdat wisselstroom elektriciteit levert met een fluctuerende puls, moet er een poort zijn die alle elektriciteit tegenhoudt en soepel laat lopen, zodat het elektrische circuit is niet overbelast of onderbelast.

“hoogdoorlaatfilter laagdoorlaatfilter ”

In dit artikel hebben we de elektrische circuittheorie en EIT-concepten (elektrische impedantietomografie) en hun werkingsprincipes, complexe impedantie, gebruik van complexe impedantie, complexe impedantie voor RL- en RC-circuitconcepten en reactantie en weerstand besproken. Eindelijk toepassingen van elektrische impedantie. Bovendien, voor vragen over dit concept of elektrische en elektronische projecten , geef alstublieft uw waardevolle suggesties door te reageren in de commentaarsectie hieronder. Hier is een vraag voor jou, wat zijn de toepassingen van een elektrische impedantie

Fotocredits: