Che cos'è la tensione di impedenza: fatti, problemi, esempi

Questo articolo discuterà su cos'è la tensione di impedenza e come calcolare la tensione di impedenza.

L'impedenza è la resistenza effettiva di un circuito elettrico o di un componente del circuito elettrico la cui resistenza cambia con una frequenza diversa di AC. L'impedenza può anche essere dovuta all'effetto combinato della resistenza ohmica e della reattanza. E l'impedenza è rappresentata dalla lettera 'Z.'

Qual è la tensione di impedenza del circuito elettrico?

Poiché l'impedenza è una resistenza dipendente dalla frequenza, la relazione tra tensione, corrente e impedenza può essere definita dalla legge di Ohm come

V= IZ

Dove V è il caduta di tensione attraverso l'impedenza, I è la corrente attraverso l'impedenza e Z è l'impedenza, sebbene V=IZ sia l'equazione scalare poiché sappiamo che l'impedenza è una funzione della frequenza, quindi può anche essere definita come vw = iw x zw.

L'impedenza può essere definita per qualsiasi rete passiva a due porte che può contenere un resistore, un condensatore o un induttore. Quando la rete è condensata in un componente, la caduta di tensione su quel componente è la tensione di impedenza.

L'impedenza di un resistore non contiene alcuna parte immaginaria poiché l'ampiezza dell'impedenza è R e l'angolo di fase è zero per tutte le frequenze. Quando l'impedenza di un condensatore dipende dalla frequenza, l'impedenza del condensatore diminuisce con l'aumento della frequenza. E l'impedenza di un induttore che è una bobina, l'impedenza di un induttore è direttamente proporzionale a una frequenza, il che significa che più ampia è la frequenza, maggiore è l'impedenza.

Come calcolare la tensione di impedenza ?

La tensione di impedenza può essere calcolata con l'aiuto dell'impedenza equivalente dell'intero circuito.

Se l'impedenza della rete a due porte in a serie deve essere calcolato, allora l'impedenza equivalente della combinazione in serie può essere calcolata come Z = Z1 + Z2 + Zn… dove l'impedenza di ciascun componente viene sommata per ottenere l'impedenza equivalente della connessione in serie.

Se l'impedenza della rete a due porte in parallelo la combinazione deve essere calcolata, quindi trova l'impedenza equivalente della combinazione in parallelo come 1/Zeq= 1/Z1+ 1/Z2….+1/Zn

L'impedenza di un circuito può essere

Z = R per un circuito che contiene un solo resistore.

Z = Xc per il circuito che contiene solo il condensatore, e Xc è l'impedenza del condensatore.

Z = Xl per il circuito che contiene solo l'induttore e Xl è l'impedenza dell'induttore.

La reattanza induttiva Xl può essere definita come X_L = i wL

File: induttanza di impedenza.png
Credito immagine: I, Uncinetto.davidInduttanza di impedenzaCC BY-SA 3.0

La reattanza capacitiva Xc può essere definita come X_C = 1/2 πL

File: Impedenza condensateur.png
Credito immagine: I, Uncinetto.davidImpedenza condensatoreCC BY-SA 3.0

Il circuito che contiene il registro e il condensatore in serie Z2 = R2 +XL2

Il circuito che contiene resistore e induttore in serie Z2 = R2 +XL2

Il circuito che contiene condensatore di resistenza e induttore in serie poi Z2 = R2 +XL2

R nel Circuito CA può essere definito rispetto alla tensione come R = variazione di tensione/variazione di corrente

Dopo aver analizzato il circuito complessivo, aggiungere valori simili di reattanza tra loro per ottenere l'impedenza totale del circuito calcolando l'impedenza totale considerata la progettazione del circuito, come se il suo componente fosse in parallelo o in serie tra loro.

  • Per calcolare l'impedenza complessiva in cui induttore e condensatore sono in serie, quindi sottraendo l'ampiezza di reattanza induttiva e reattanza capacitiva l'una dall'altra.
  • Un'impedenza di rete di un circuito elettrico a due terminali può essere una quantità complessa in modo che l'impedenza possa essere rappresentata con caratteristiche di fase e grandezza.
  • Dopo aver calcolato l'impedenza complessiva di un circuito con l'aiuto della legge di Ohm, la caduta di tensione sull'impedenza può essere calcolata con una corrente nota attraverso l'impedenza.
  • Un'impedenza di rete di un circuito elettrico a due terminali può essere una quantità complessa in modo che l'impedenza possa essere rappresentata con caratteristiche di fase e grandezza.

V= IZ

Come calcolare l'impedenza da tensione e corrente ?

L'impedenza di una rete a due porte può essere calcolata con diverse rappresentazioni dei parametri.

In base al parametro Z o ai parametri di impedenza a circuito aperto, la tensione di ingresso e di uscita di qualsiasi rete a due porte può essere rappresentata come V1 ed V2 che può essere espresso in termini di correnti di ingresso e di uscita I1 e I2.

Che cos'è la tensione di impedenza?
Immagine di credito: l'impedenza di una rete a due porte. Birra ohareParametri a due porteCC BY-SA 4.0

[V] = [Z] [I]

Dove [Z] è la matrice di impedenza.

In questo metodo, la rete complessiva a due porte è rappresentata con un riquadro rettangolare e la direzione delle correnti e della tensione da ciascuna porta di ingresso o uscita della rete. 

Ottenere l'equazione dalla matrice:

V1 = Z11 + I1 + Z12 + I2

V2 = Z21 + I1 + Z22 + I2

Supponiamo ora che l'uscita di due porte sia a circuito aperto circuito aperto, quindi I2 = 0

Quindi ora Z12 = V1/I1

Ora, supponiamo che l'ingresso di due porte sia a circuito aperto circuito aperto, I1 = 0

E ora Z22 = V22.I2

Z11, Z12, Z22, Z21 sono anche chiamati parametri di impedenza o parametri a circuito aperto della rete a due porte.

File:parametri Z a due porte Thevenin equivalent.svg
Credito immagine: Thevenin il circuito equivalente del parametro z الباParametri Z a due porte Equivalente a TheveninCC BY-SA 3.0

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