Обзор R, X и Z (сопротивление, реактивность и импеданс)

Прежде чем мы начнем исследовать влияние резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов, соединенных вместе в одних и тех же цепях переменного тока, давайте кратко рассмотрим некоторые основные термины и факты.

Сопротивление

По сути, это трение против тока. В той или иной степени присутствует во всех проводниках (кроме super проводники!), особенно в резисторах. Когда переменный ток проходит через сопротивление, возникает падение напряжения, синфазное с током. Сопротивление математически обозначается буквой «R» и измеряется в единицах Ом (Ом).

Реактивность

По сути, это инерция против тока. Он присутствует везде, где электрические или магнитные поля развиваются пропорционально приложенному напряжению или току, соответственно; но особенно в конденсаторах и катушках индуктивности.

Когда переменный ток проходит через чистое реактивное сопротивление, возникает падение напряжения, которое на 90 ° не совпадает по фазе с током. Реактивное сопротивление математически обозначается буквой «X» и измеряется в единицах Ом (Ом).

Импеданс

Это всестороннее выражение любых форм противодействия току, включая сопротивление и реактивное сопротивление. Он присутствует во всех схемах и во всех компонентах.

Когда переменный ток проходит через сопротивление, возникает падение напряжения, которое находится где-то между 0 ° и 90 ° не в фазе с током. Импеданс математически обозначается буквой «Z» и измеряется в единицах Ом (Ом) в сложной форме.

Идеальные резисторы обладают сопротивлением, но не реактивным сопротивлением. Идеальные катушки индуктивности и идеальные конденсаторы обладают реактивным сопротивлением, но не имеют сопротивления. Все компоненты обладают импедансом, и из-за этого универсального качества имеет смысл перевести все значения компонентов (сопротивление, индуктивность, емкость) в общие термины импеданса в качестве первого шага в анализе цепи переменного тока.

Идеальный резистор, катушка индуктивности и конденсатор.

Фазовый угол импеданса для любого компонента - это фазовый сдвиг между напряжением на этом компоненте и током, протекающим через этот компонент.

Для идеального резистора падение напряжения и ток всегда в фазе друг с другом, поэтому угол импеданса резистора считается равным 0 °. Для идеального индуктора падение напряжения всегда опережает ток на 90 °, поэтому считается, что фазовый угол импеданса индуктора равен + 90 °.

Для идеального конденсатора падение напряжения всегда отстает от тока на 90 °, поэтому фазовый угол импеданса конденсатора составляет -90 °.

Импедансы в переменном токе ведут себя аналогично сопротивлениям в цепях постоянного тока:они добавляются последовательно и уменьшаются параллельно. Пересмотренная версия закона Ома, основанная на импедансе, а не на сопротивлении, выглядит так:

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Рабочий лист импеданса
• Таблица мощности переменного тока
• Таблица емкостного сопротивления
• Таблица индуктивного сопротивления