Inhalt

• Formel
• Schritte
• Teil 1 von 2: Berechnung von Wirk- und Blindimpedanzen
• Teil 2 von 2: Berechnung der Impedanz
• Tipps

Impedanz oder Impedanz bezieht sich auf den Widerstand eines Stromkreises gegenüber einem elektrischen Wechselstrom. Dieser Wert wird in Ohm gemessen. Um den Gesamtwiderstand einer Schaltung zu berechnen, müssen die Werte aller aktiven Widerstände (Widerstände) und die Impedanz aller in dieser Schaltung enthaltenen Induktivitäten und Kondensatoren bekannt sein, und ihre Werte ändern sich je nachdem, wie der Strom fließt durch die Schaltung ändert. Die Impedanz kann mit einer einfachen Formel berechnet werden.

Formel

1. Impedanz Z = R oder x_Loder x_C (wenn eines vorhanden ist)
2. Gesamtwiderstand (serielle Verbindung) Z = √ (R + X) (wenn R und ein Typ X vorhanden sind)
3. Gesamtwiderstand (serielle Verbindung) Z = √ (R + (| X_L - X_C|)) (wenn R, X_L, X_C)
4. Gesamtwiderstand (irgendeine Verbindung) = R + jX (j ist die imaginäre Zahl √ (-1))
5. Widerstand R = I / ΔV
6. Induktiver Widerstand X_L = 2πƒL = ωL
7. Kapazitiver Widerstand X_C = / _2πƒL = / _L

Schritte

Teil 1 von 2: Berechnung von Wirk- und Blindimpedanzen

1. 1 Die Impedanz wird durch das Symbol Z angezeigt und wird in Ohm (Ohm) gemessen. Sie können die Impedanz eines Stromkreises oder eines einzelnen Elements messen. Die Impedanz charakterisiert den Widerstand eines Stromkreises gegen elektrischen Wechselstrom. Es gibt zwei Arten von Widerständen, die zur Impedanz beitragen:
   • Der aktive Widerstand (R) hängt vom Material und der Form des Elements ab. Widerstände haben den höchsten aktiven Widerstand, aber auch andere Elemente der Schaltung haben einen niedrigen aktiven Widerstand.
   • Blindwiderstand (X) hängt von der Größe des elektromagnetischen Feldes ab. Die höchste Reaktanz besitzt Induktivitäten und Kondensatoren.
2. 2 Der Widerstand ist eine grundlegende physikalische Größe, die durch das Ohmsche Gesetz beschrieben wird: ΔV = I * R. Mit dieser Formel können Sie jede der drei Größen berechnen, wenn Sie die anderen beiden kennen. Um beispielsweise den Widerstand zu berechnen, schreiben Sie die Formel wie folgt um: R = I / ΔV. Sie können den Widerstand auch mit einem Multimeter messen.
   • ΔV ist die Spannung (Potenzialdifferenz), gemessen in Volt (V).
   • I ist die Stromstärke, gemessen in Ampere (A).
   • R ist der in Ohm (Ohm) gemessene Widerstand.
3. 3 Blindwiderstand tritt nur in Wechselstromkreisen auf. Wie der Widerstand wird die Reaktanz in Ohm (Ohm) gemessen. Es gibt zwei Arten von Reaktanz:
   • Induktiver Widerstand X_C haben Induktoren, die ein Magnetfeld erzeugen, das die Änderung der Stromrichtung im Stromkreis verhindert. Je schneller sich die Stromrichtung ändert, desto größer ist die induktive Reaktanz.
   • Kapazität X_C Kondensatoren haben, die eine elektrische Ladung speichern. Wenn sich die Richtung des Stroms in der Schaltung ändert, wird der Kondensator wiederholt auf Null gesetzt und eine elektrische Ladung akkumuliert. Je länger der Kondensator lädt, desto größer ist der kapazitive Widerstand.Je schneller sich die Stromrichtung ändert, desto geringer ist daher der kapazitive Widerstand.
4. 4 Berechnen Sie die induktive Reaktanz. Dieser Widerstand ist direkt proportional zur Geschwindigkeit, mit der sich die Stromrichtung ändert, dh der Frequenz des Stroms. Diese Frequenz wird durch das Symbol ƒ angezeigt und in Hertz (Hz) gemessen. Formel zur Berechnung der induktiven Reaktanz: x_L = 2πƒLwobei L die in Henry (H) gemessene Induktivität ist.
   • Die Induktivität L hängt von der Windungszahl der Induktivität ab. Sie können auch die Induktivität messen.
   • Wenn Sie mit dem Einheitskreis vertraut sind, stellen Sie sich vor, dass ein Wechselstromzyklus einer vollständigen Umdrehung dieses Kreises (um 2π Radiant) entspricht. Wenn Sie diesen Wert mit ƒ multiplizieren, das in Hertz (Einheiten pro Sekunde) gemessen wird, erhalten Sie das Ergebnis, gemessen in Radiant pro Sekunde. Sie ist eine Maßeinheit für die Winkelgeschwindigkeit und wird mit bezeichnet. Sie können die Formel zur Berechnung der induktiven Reaktanz wie folgt umschreiben: X_L= ωL
5. 5 Kapazität berechnen. Dieser Widerstand ist umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit, mit der sich die Richtung des Stroms ändert, dh der Frequenz des Stroms. Formel zur Berechnung der Kapazität: x_C = / _2πƒC... C ist die Kapazität eines Kondensators, gemessen in Farad (F).
   • Sie können die elektrische Kapazität messen.
   • Diese Formel kann wie folgt umgeschrieben werden: X_C = / _L (siehe Erläuterungen oben).

Teil 2 von 2: Berechnung der Impedanz

1. 1 Besteht die Schaltung ausschließlich aus Widerständen, so berechnet sich die Impedanz wie folgt. Messen Sie zuerst den Widerstand jedes Widerstands oder sehen Sie sich die Widerstandswerte auf dem Schaltplan an.
   • Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet sind, dann ist die Impedanz R = R₁ + R₂ + R₃...
   • Wenn die Widerstände parallel geschaltet sind, dann ist die Impedanz R = / _R1 + / _R2 + / _R3 ...
2. 2 Addieren Sie die gleichen Reaktanzen. Enthält die Schaltung ausschließlich Induktivitäten oder ausschließlich Kondensatoren, dann ist die Impedanz gleich der Summe der Reaktanzen. Berechnen Sie es wie folgt:
   • Reihenschaltung der Spulen: X_gesamt = X_L1 + X_L2 + ...
   • Reihenschaltung von Kondensatoren: C_gesamt = X_C1 + X_C2 + ...
   • Parallelschaltung von Spulen: X_gesamt = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
   • Parallelschaltung von Kondensatoren: C_gesamt = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)
3. 3 Subtrahieren Sie induktive und kapazitive Reaktanzen, um die Gesamtreaktanz zu erhalten. Da bei einer Erhöhung der einen Widerstandsart die andere abnimmt, kompensieren sie sich in der Regel. Um die Gesamtreaktanz zu ermitteln, subtrahieren Sie den niedrigeren Widerstand vom größeren.
   • Oder verwenden Sie die Formel: X_gesamt = | X_C - X_L|
4. 4 Berechnen Sie Impedanz und Reaktanz in der Reihenschaltung. Sie können diese Werte nicht einfach addieren, da sie sich im Laufe der Zeit ändern, sondern ihre Maximalwerte zu unterschiedlichen Zeiten erreichen. Verwenden Sie daher die Formel:Z = √ (R + X).
   • Berechnungen mit dieser Formel beinhalten die Verwendung von Vektoren, aber Sie können den Satz des Pythagoras verwenden, indem Sie R und X als die Schenkel eines rechtwinkligen Dreiecks und den Widerstand Z als Hypotenuse darstellen.
5. 5 Berechnen Sie Impedanz und Reaktanz in der Parallelschaltung. In diesem Fall werden komplexe Zahlen verwendet (nur so kann die Impedanz in einer Parallelschaltung mit Widerstand und Reaktanz berechnet werden).
   • Z = R + jX, wobei j die imaginäre Einheit ist: (-1). Verwenden Sie j anstelle von i, um eine Verwechslung der imaginären Einheit (j) mit der Stromstärke (I) zu vermeiden.
   • Sie können diese Nummern nicht hinzufügen. Die Impedanz kann beispielsweise als 60 Ohm + j120 Ohm dargestellt werden.
   • Wenn Sie zwei aufeinanderfolgende Ketten haben, können Sie natürliche Zahlen separat und komplexe Zahlen separat hinzufügen. Wenn zum Beispiel Z₁ = 60 Ohm + j120 Ohm, und in Reihe zu dieser Schaltung ist ein Widerstand mit Z geschaltet₂ = 20Ω, dann Z_gesamt = 80Ω + j120Ω.

Tipps

• Der Gesamtwiderstand (Widerstand und Reaktanz) kann auch durch eine imaginäre Zahl ausgedrückt werden.