什么是电阻抗?阻抗及电抗的测量
发布者:深铭易购 发布时间:2019-12-27 浏览量:--
什么是电阻抗?
您是否要了解电阻抗?如果您过去曾经涉足此主题,那么您很有可能会遇到一些术语,例如相量,相位关系,甚至是虚构的阻力。这到底是什么?!
并非所有人都是大学出生的电气工程师。我们中的一些人在业余时间只是在修改电子产品,却从未遇到过大学时遇到的严格数学。但这并不意味着理解阻抗应该是阻力。如果您打算使用交流供电的电子设备,那么您将想知道什么是阻抗以及它对电路的影响。
不像苹果
了解电阻抗的最佳方法是将其与您已经熟悉的电阻进行比较。简而言之,这就是我们要提供的一句话阻抗摘要:
电阻抗只是电阻的一种形式,它取决于频率。
而已。您现在可以走开,在电气工程词汇中再增加一个词。当您降低阻抗时,它会根据电路的工作频率为电流提供某种形式的电阻。但是,当然还有更多。
在直流供电的电路中,电阻的工作非常简单。它们抵抗流过某种金属(如铜)的电流。您将一个220K欧姆的电阻器放入直流电路中,则电阻器的一侧与另一侧之间的电流将明显减小。像其他非电抗组件一样,电阻器可能不太在乎电源频率之类的东西。他们将继续做自己的工作,一直承受着相同量的电流。
但是,如果您开始使用交流供电的电子产品会怎样?使用交流电,不仅是为电路供电的5V电压的简单问题。相反,您需要考虑一些新变量,例如交流电流的特定频率。在美国,交流电以每秒60个周期(60Hz)的速度来回移动。在欧洲的池塘上,它以50Hz的频率切换。
与直流电不同,交流电以每秒给定的周期数来回波动。
所有这些的要点是,在交流供电的电子设备中,您不仅需要电阻等非电抗组件来抵抗电流。您还需要能够对电流和频率的变化做出反应的组件,例如电容器和电感器。否则,您的电路将无法正常工作。将所有这些放在一起,您几乎可以将阻抗想像成电阻的老大哥。阻抗包括电阻和电抗。或表示为一种关系:
阻抗=电阻+电抗
但是什么是电抗?
根据您使用的电抗组分,电抗有两种不同的风味,包括:
感应电抗
您会以电磁体的形式看到这种情况,电磁体会改变电路(也称为电感器)中的磁场。电感器在低频时将具有低阻抗,而在高频时将具有高阻抗。
许多不同的电感器
一堆电感器,请注意共性,即绕电磁线圈的铜线。
电容电抗
您将以两个导电表面(也称为导体)之间的充电电场的形式看到这种情况。导体在低频下具有高阻抗,而在高频下具有低阻抗。
不同电容器
电容器有各种形状和尺寸。
将电阻器,电感器和电容器放入交流电路中,您不仅有机会抗电,而且还具有存储和释放能量的能力。尽管无论条件如何变化,电阻器都将保持稳定的电阻,但是电感器和电容器会根据所呈现信号的频率来改变其电阻。而且,当电容器和电感器都在抵抗和存储/释放能量时,您就可以自己测量阻抗。
您如何测量阻抗?
让我们用一个简单的电路将所有这些联系在一起。看看下面的第一个;这是一个直流供电电路,电流流经电阻。很简单,对吧?该电路中的电阻越高,电流将越低。
一个简单的直流电路,带有一个100欧姆的电阻器来抑制电流。
但是,如果用交流电源,电感器和电容器升级该电路会怎样?现在,您有两个附加组件,它们提供了自己的抗电流形式。就像电阻器一样,它们既阻碍电流流动,又对电流做出反应。当您将电阻器的电阻以及电容器和电感器的电阻和电抗结合在一起时,您将获得一个总阻抗。
具有电阻器,电感器和电容器的串联交流电路。
但是请放心,计算阻抗并不像将电阻和电抗加在一起一样简单,这是大多数教程从一堆数学公式开始的地方。因此,让我们慢慢来。
计算电容器阻抗
要计算电容器的阻抗,可以使用以下公式。在这里,X Ç 是其以欧姆(Ω)测得的总阻抗,你会得到。f是通过电容器的信号频率,C是电容。
计算电感阻抗
要计算电感的阻抗,可以使用以下公式。在这里,X大号是总阻抗,你会得到,这是欧姆(Ω)再次测量。f是通过电感的信号频率,L是电感。
如果您只想测量单个组件的阻抗,那么这些公式都很好,但是如果您想知道整个电路的总阻抗又该怎么办?那就是事情变得更加复杂的地方。
在进入最后一个公式之前,我们想为您提供一个可以使您的生活更轻松的阻抗计算器:Keisan的Impedance Calculators。
计算总阻抗
您需要寻求毕达哥拉斯定理的帮助才能完成工作。如上文所述,在交流电路中,您将同时使用电阻和电抗,它们共同为您提供总阻抗。但这不仅仅是将您的电阻和电抗加在一起的问题。我们可以解释为什么,但这将深入到向量和相量的复杂性,而这本身就是一个完整的博客。
当您分解计算整个电路的阻抗的过程时,您会发现所谓的阻抗三角形,请在下面进行检查:
阻抗三角形
阻抗三角形可轻松计算整个电路的阻抗。
该三角形最重要的部分是斜边,它根据电抗和电阻的平方根给出总阻抗。如果将其放入公式中,则可以使用以下公式找到总阻抗。在这里,Z是您的总阻抗,R是您的总电阻,X是您的总电抗。
阻抗实用
看,了解电阻抗并不是那么难,毕竟是吗?有大量的免费计算器可以帮助您完成工作。您真正需要知道的是,阻抗会通过阻止交流电源电路中的电流流动而像电阻一样起作用。
电容器和电感器等组件对不断变化的交流电流做出反应的能力使其独特。由于存在阻抗,您的房屋中可能装有保险丝盒之类的东西,会对意外的电涌做出反应,从而防止房屋的电气系统被炸毁。而且,您也要感谢阻抗能随身携带便携式笔记本电脑,因为您知道电池已充满电而没有先爆炸。
在使用交流电源设备时,无论是笔记本电脑还是家中的保险丝盒,都要感谢阻抗。记住,电阻抗只是电阻的大哥哥,将电阻和电抗结合在一个简单的公式中。
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