Articles

9. Impedance a fázový úhel

nenechte si ujít…

Prozkoumejte impedanci, proud a napětí v obvodu RLC v appletu později na této stránce.

Impedance

impedance obvodu je celkový účinný odpor proti toku proudu kombinací prvků obvodu.

Symbol: z

jednotky: „Ω“

celkové napětí ve všech 3 prvků (rezistorů, kondenzátorů a induktorů) je napsáno

VRLC

najít to celkové napětí, nemůžeme jen přidat napětí VR, VL a VC.

Protože VL a VC jsou považovány za imaginární množství, máme:

Impedance VRLC = IZ

Takže `Z = R + j(X_L− X_C)`

velikost (velikost, nebo absolutní hodnota) z je dána:

`,|Z|=sqrt(R^2+(X_L-X_C)^2`.

Fázový úhel

`tan\ theta=(X_L-X_C)/R`

Úhel θ představuje fázový úhel mezi proudem a napětím.

porovnejte to s fázovým úhlem, který jsme potkali dříve v grafech y = a sin (bx + c).

Příklad 1

obvod má odpor `5\ Ω v sérii s reaktance přes induktor `3\ Ω`. Reprezentujte impedanci komplexním číslem v polární formě.

Rezistor a induktor v sérii

Odpovědět

Komplexní čísla aplikace - obvody

V tomto případě, `X_L= 3\ Ω “ a “ X_C= 0, tak X_L – X_C= 3\ Ω`.

v obdélníkové formě, impedance je napsáno:

`Z = 5 + 3j\ Ω`

Použití kalkulačky, velikost Z je dána vztahem: `5.83`, a úhel `θ` (fázový rozdíl) je dána: `30.96^@`.

takže napětí vede proud o ‚ 30.96^@`, jak je znázorněno na obrázku.

představující Z jako komplexní číslo (v polární formě), máme:

` ‚ Z = 5.83 ∠ 30.96^@\ Ω`.

Příklad 2(a)

konkrétní ac obvod má odpor `4\ Ω, reaktance přes induktor `8\ Ω a reaktance přes kondenzátor `11\`Ω‘. Vyjádřete impedanci obvodu jako komplexní číslo v polární formě.

odpověď

schéma zapojení RLC

v tomto případě máme: `X_L – X_C= 8 – 11 = -3\ Ω`

XL, XC diagram

Takže `Z = 4 – 3j\ Ω` v obdélníkové formě.

Nyní vyjádřit v polární formě:

Použití kalkulačky, zjistíme, r = 5` a ` θ = -36.87^@`.

Takže `Z = 5 ∠ -36.87^@\ Ω`

Interaktivní RLC graf

Níže je interaktivní graf hrát s (to není statický obrázek). Můžete prozkoumat vliv rezistoru, kondenzátor a induktor na celkovou impedanci v obvodu střídavého proudu.

aktivity pro tento Interaktivní

  1. nejprve si jen hrajte s posuvníky. Můžete:
    Přetáhněte horní posuvník doleva nebo doprava měnit impedance vzhledem k odporu, „R“,
    Přetáhněte XL posuvník nahoru nebo dolů měnit impedance vzhledem k induktoru, `X_L` a
    Přetáhněte XC jezdce nahoru nebo dolů měnit impedanci v důsledku kondenzátor, `X_C`.
  2. Sledujte účinky různých impedancí na hodnoty XL-XC a z.
  3. Sledujte účinky různých impedancí na θ, úhel, který červená čára“ výsledek “ vytváří s vodorovnou (v radiánech).
  4. zvažte grafy napětí a proudu v interaktivní. Při změně posuvníků sledujte množství zpoždění nebo olova.
  5. co jste se naučili z hraní s touto interaktivní?

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *