Como encontrar a impedância

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Contente

Fórmula
Passos
Parte 1 de 2: Calculando impedâncias ativas e reativas
Parte 2 de 2: Calculando a impedância
Pontas

Impedância, ou impedância, refere-se à resistência de um circuito a uma corrente elétrica alternada. Este valor é medido em ohms. Para calcular a resistência total de um circuito, é necessário conhecer os valores de todas as resistências ativas (resistores) e a impedância de todos os indutores e capacitores incluídos neste circuito, e seus valores mudam dependendo de como a corrente passa através das mudanças de circuito. A impedância pode ser calculada usando uma fórmula simples.

Fórmula

Impedância Z = R ou X_euou X_C (se algo estiver presente)
Resistência total (conexão serial) Z = √ (R + X) (se R e um tipo X estiverem presentes)
Resistência total (conexão serial) Z = √ (R + (| X_eu - X_C|)) (se R, X_eu, X_C)
Resistência total (qualquer conexão) = R + jX (j é o número imaginário √ (-1))
Resistência R = I / ΔV
Resistência indutiva X_eu = 2πƒL = ωL
Resistência capacitiva X_C = / _2πƒL = / _ωL

Passos

Parte 1 de 2: Calculando impedâncias ativas e reativas

1 A impedância é indicada pelo símbolo Z e é medida em ohms (ohms). Você pode medir a impedância de um circuito elétrico ou de um elemento individual. A impedância caracteriza a resistência de um circuito à corrente elétrica alternada. Existem dois tipos de resistência que contribuem para a impedância:
- A resistência ativa (R) depende do material e da forma do elemento. Os resistores têm a resistência ativa mais alta, mas outros elementos do circuito também têm baixa resistência ativa.
- A resistência reativa (X) depende da magnitude do campo eletromagnético. A maior reatância é possuída por indutores e capacitores.
2 A resistência é uma quantidade física fundamental descrita pela lei de Ohm: ΔV = I * R. Esta fórmula permitirá que você calcule qualquer uma das três grandezas se você souber as outras duas. Por exemplo, para calcular a resistência, reescreva a fórmula da seguinte forma: R = I / ΔV. Você também pode medir a resistência com um multímetro.
- ΔV é a tensão (diferença de potencial) medida em volts (V).
- I é a intensidade da corrente, medida em amperes (A).
- R é a resistência medida em ohms (ohms).
3 A resistência reativa ocorre apenas em circuitos CA. Como a resistência, a reatância é medida em ohms (ohms). Existem dois tipos de reatância:
- Resistência indutiva X_C possuem indutores que criam um campo magnético que impede a mudança na direção da corrente no circuito. Quanto mais rápido a direção da corrente mudar, maior será a reatância indutiva.
- Capacitância X_C têm capacitores que armazenam uma carga elétrica. Quando a direção da corrente no circuito muda, o capacitor zera repetidamente e acumula uma carga elétrica. Quanto mais tempo o capacitor carrega, maior é a resistência capacitiva.Portanto, quanto mais rápido a direção da corrente muda, menor é a resistência capacitiva.
4 Calcule a reatância indutiva. Essa resistência é diretamente proporcional à velocidade com que muda a direção da corrente, ou seja, a frequência da corrente. Esta frequência é indicada pelo símbolo ƒ e é medida em hertz (Hz). Fórmula para calcular a reatância indutiva: X_eu = 2πƒLonde L é a indutância medida em Henry (H).
- A indutância L depende do número de voltas do indutor. Você também pode medir a indutância.
- Se você estiver familiarizado com o círculo unitário, imagine que um ciclo de corrente alternada é igual a uma rotação completa desse círculo (por 2π radianos). Se você multiplicar esse valor por ƒ, que é medido em hertz (unidades por segundo), obterá o resultado, medido em radianos por segundo. É uma unidade de medida para velocidade angular e é denotada por ω. Você pode reescrever a fórmula para calcular a reatância indutiva assim: X_eu= ωL
5 Calcule a capacitância. Essa resistência é inversamente proporcional à velocidade na qual a direção da corrente muda, ou seja, a frequência da corrente. Fórmula para calcular a capacitância: X_C = / _2πƒC... C é a capacitância de um capacitor, medida em farads (F).
- Você pode medir a capacitância elétrica.
- Esta fórmula pode ser reescrita da seguinte forma: X_C = / _ωL (veja as explicações acima).

Parte 2 de 2: Calculando a impedância

1 Se o circuito consiste apenas em resistores, a impedância é calculada como segue. Primeiro meça a resistência de cada resistor ou veja os valores de resistência no diagrama do circuito.
- Se os resistores estiverem conectados em série, então a impedância R = R₁ + R₂ + R₃...
- Se os resistores estiverem conectados em paralelo, a impedância R = / _R₁ + / _R₂ + / _R₃ ...
2 Some as mesmas reatâncias. Se o circuito contém apenas indutores ou exclusivamente capacitores, a impedância é igual à soma das reatâncias. Calcule assim:
- Conexão em série de bobinas: X_total = X_L1 + X_L2 + ...
- Conexão em série de capacitores: C_total = X_C1 + X_C2 + ...
- Conexão paralela de bobinas: X_total = 1 / (1 / X_L1 + 1 / X_L2 ...)
- Conexão paralela de capacitores: C_total = 1 / (1 / X_C1 + 1 / X_C2 ...)
3 Subtraia as reatâncias indutivas e capacitivas para obter a reatância total. Uma vez que com o aumento de um tipo de resistência, o outro diminui, eles, via de regra, se compensam. Para encontrar a reatância total, subtraia a resistência mais baixa da maior.
- Ou use a fórmula: X_total = | X_C - X_eu|
4 Calcule a impedância e a reatância no circuito em série. Você não pode simplesmente adicionar esses valores, pois eles mudam com o tempo, mas atingem seus valores máximos em momentos diferentes. Portanto, use a fórmula:Z = √ (R + X).
- Os cálculos com esta fórmula envolvem o uso de vetores, mas você pode usar o teorema de Pitágoras, representando R e X como as pernas de um triângulo retângulo e a resistência Z como a hipotenusa.
5 Calcule a impedância e reatância no circuito paralelo. Neste caso, números complexos são usados (esta é a única maneira de calcular a impedância em um circuito paralelo que tem resistência e reatância).
- Z = R + jX, onde j é a unidade imaginária: √ (-1). Use j em vez de i para evitar confundir a unidade imaginária (j) com a amperagem (I).
- Você não pode adicionar esses números. Por exemplo, a impedância pode ser representada como 60 ohms + j120 ohms.
- Se você tiver duas cadeias consecutivas, poderá adicionar números naturais separadamente e números complexos separadamente. Por exemplo, se Z₁ = 60 Ohm + j120 Ohm, e um resistor com Z está conectado em série a este circuito₂ = 20Ω, então Z_total = 80Ω + j120Ω.